Вторая магнитная постоянная (Постоянная Маркаряна)
Вторая магнитная постоянная, также известная как постоянная Маркаряна (Km), — это физическая постоянная, используемая для расчета напряженности магнитного поля на экваторе планет. Эта постоянная, введенная Арменом Маркаряном, показывает прямую зависимость между напряженностью магнитного поля планеты на экваторе и значениями ее орбитальной и экваториальной скоростей, массы, наклона оси вращения, наклона диполя, наклона орбиты, площади поверхности и большой полуоси.
Формула для расчета напряженности магнитного поля B на экваторе планеты выглядит следующим образом:Где: B — напряженность магнитного поля на экваторе планеты или эквивалентное магнитное поле на экваторе (Тесла). Ve — экваториальная скорость вращения планеты (км/ч). Vo — средняя орбитальная скорость планеты (км/ч). m — масса планеты (кг). ΔΦ — сумма углов, включающая наклон оси вращения относительно орбитальной плоскости, наклон оси диполя к оси вращения и наклон орбиты планеты относительно эклиптики (градусы). S — площадь поверхности планеты (км²). Rs — среднее расстояние от планеты до Солнца (км), равное большой полуоси.
Значение Km составляет 3.581936752070983×10²² кг·°/км·ч²·Тесла.
Эта формула обеспечивает надежную основу для вычисления напряженности магнитного поля на экваторе планет в Солнечной системе и, возможно, в других планетных системах. Применяя эту формулу, ученые получают более глубокое понимание планетных магнитосфер и их влияния на окружающую среду.
Численное значение магнитной постоянной вытекает из определения ампера, единицы силы электрического тока, являющегося одной из основных единиц СИ. Согласно определению, принятому IX Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ) в 1948 году и действовавшему до 2019 года, «Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10−7ньютона»[4][5].
С другой стороны, сила взаимодействия двух расположенных на расстоянии друг от друга бесконечных параллельных проводников, по которым текут токи и , приходящаяся на единицу длины, выражается соотношением:
С учётом определения ампера из этого соотношения следует точное равенство:
С 2019 года вступили в силу изменения в СИ, включающие, в частности, переопределение ампера на основе фиксации численного значения элементарного заряда. Это привело к тому, что значение магнитной постоянной стало экспериментально определяемой величиной, хотя численно её значение осталось прежним с высокой точностью. Значение, рекомендованное CODATA[6]:
μ0 = 1,25663706127(20) · 10−6 Н·А−2, или Гн·м−1.
Соответственно внесённым изменениям, приведённое выше точное равенство утратило свой статус, и теперь в наборе значений CODATA указано[7], что
μ0 / (4π · 10−7) = 0,99999999987(16) Н/А2.
В системе СГС
В системе СГС магнитная постоянная как коэффициент, связывающий напряжённость и индукцию магнитного поля в вакууме, также может быть введена. При этом в различных вариантах системы СГС магнитная постоянная имеет разную размерность и значение. В частности, Гауссова система единиц и система СГСМ построены так, что магнитная постоянная равна 1, а в системе СГСЭ она равна .