Силовые линии точечного магнитного диполя. Найдем уравнение силовой линии для точечного магнитного диполя (см. Рис), который расположен в начале координат и вектор которого направлен на юг (противоположно оси Z). Координаты в данной задаче будем использовать сферические.
Воспользуемся дифференциальным уравнением для силовой линии векторного поля общего вида: . Учитывая, что и , можно записать, что . Для магнитного диполя компоненты вектора поля равны: . Подставляя их в уравнение, находим, что . Где использовано начальное условие, что на экваторе (где магнитная широта равна нулю) расстояние до силовой линии равно r0. Подставляя явный вид компонент магнитного поля диполя, получаем уравнение , которое после простых преобразований приводится к виду . Интегрируем его, используя начальное условие. . Получаем . Вычисляем подстановки . Значит . Экспоненцируя обе части выражения, получаем . Или . Введем параметр L, который характеризует расстояние до силовой линии на экваторе, выразив его в радиусах Земли (параметр Мак-Илвайна). . Тогда уравнение для силовой линии точечного магнитного диполя принимает вид .
|