§ 磁多极矩
ic multipole moment
本节研究空间局部范围内的电流分布所激发的磁场在远处的展开式。与电多极矩(electric multipole moment) 对应。引入磁多极矩概念,并讨论这种电流分布在外磁场中的能量问题。
1、矢势的多极展开
给定电流分布在空间中激发的磁场矢势为
如果电流分布集中在一个小区域V中,而场点又距离该区域比较远,这时可仿照静电情况的电多极矩展开的方法,把矢势作多极展开,即把在区域内的某一点展开成的幂级数。若展开点取在坐标的原点,则
展开式的第一项:
即
表示没有与自由电荷对应的自由磁荷存在。
因为
展开式的第二项:
这里用到了稳恒电流条件
所以
0
其中
故得到
式中:
称此为磁矩。
表示把整个电流系的磁矩集中在原点时,一个磁矩对场点所激发的矢势。作为一级近似结果。展开式的第三项:
将会是更高级的磁矩激发的矢量势。因为比较复杂,一般不去讨论。
综上所述:小区域电流分布所激发的磁场,其矢势可看作一系列在原点的磁多极子对场点激发的矢势的迭加。
2、磁偶极矩的场和磁标势
根据,即有
由此可见
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