Теорема Ампера (об эквивалентности магнитного поля тока и магнитного листка)

До открытия магнитного поля, порождаемого токами, считалось, что источником поля являются особые субстанции — северного и южного магнетизма, взаимодействующие по закону Кулона. Однако магнитные заряды не были найдены. Ампер выдвинул гипотезу, согласно которой единственным источником магнитного поля должны являться токи. К обычным — макроскопическим токам Ампер добавил молекулярные токи. Впоследствии было выяснено, что это движущиеся электроны и ядра. Таким образом, была сформулирована теорема Ампера, связывающая несуществующие магнитные заряды и магнитное поле^[2].

Так называемые магнитные листки — это слои фиктивных магнитных диполей, образующих двойной магнитный слой. Следует отметить, что магнитные диполи являются неразрывными. Кроме того магнитные диполи можно считать элементарными контурами с током^[3].

Суть теоремы заключалась в следующем: Пусть по замкнутому контуру на поверхности S течёт ток I. Тогда можно разбить поверхность на сколь угодно малые участки dS и представить, что по каждому участку текут свои токи I. В силу суперпозиции магнитное поле, создаваемое такими токами, эквивалентно полю создаваемому общим контуром S. С другой стороны, каждый контур — эквивалент магнитного диполя со своим дипольным моментом. То есть магнитное поле можно рассматривать как порождаемое попарно связанными магнитными зарядами^[4].