- •5.4. Контур с током в магнитном поле
- •5.5. Исследование практических задач. Определение отношения заряда электрона к его массе
- •5.6. Эффект Холла
- •1.1 Закон Био-Савара-Лапласа для элемента тока
- •1.2 Индукция магнитного поля в центре кругового тока
- •1.3 Индукция магнитного поля на оси кругового тока
- •1.4 Индукция магнитного поля прямолинейного тока
- •1.5 Циркуляция вектора в по замкнутому контуру. Вихревой характер магнитного поля
- •1.6 Магнитное поле соленоида
- •6.1. Закон Био - Савара - Лапласа
- •6.2. Магнитное поле кругового тока
- •6.3. Основные уравнения теории постоянного магнитного поля
- •6.4. Магнитное поле бесконечно длинного соленоида
- •6.5. Магнитное поле прямого тока
- •6.6. Взаимодействие токов
- •6.7. Pасчет индукции магнитного поля кругового тока
- •6.8. Расчет индукции магнитного поля на оси соленоида
- •6.9. Магнитное поле прямого отрезка с током
- •Ротор. Теорема Стокса.
- •6.10. Теорема Стокса
- •6.11. Вывод дифференциальных уравнений теории постоянного магнитного поля
- •7.1. Электрические токи в атомах и молекулах
- •7.2. Намагниченность вещества. Напряженность магнитного поля
- •7.3. Циркуляция вектора намагниченности *
- •7.4. Напряженность магнитного поля
- •7.5. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость
- •7.6. Основные уравнения теории постоянного магнитного поля в веществе
- •7.7. Магнитное поле заполненного веществом соленоида
- •7.8. Условия на границе раздела двух магнетиков
- •8. Электромагнитная индукция
- •8.1. Закон Фарадея и правило Ленца
- •8.4. Индуктивность соленоида
- •8.5. Энергия магнитного поля
- •8.6. Вихревое электрическое поле в соленоиде
- •8.7. Токи Фуко
- •8.8. Индуктивность коаксиального кабеля
- •8.9. Взаимная индукция
- •8.10. Один из способов измерения магнитной индукции
- •9.1. Колебательный контур. Гармонические колебания
- •9.2. Затухающие электромагнитные колебания
- •9.3. Вынужденные электромагнитные колебания
- •9. Электромагнитные колебания
- •9.4. Дифференциальное уравнение затухающих электромагнитных колебаний
- •9.5. Дифференциальное уравнение вынужденных электромагнитных колебаний. Резонанс напряжения и резонанс тока
- •9.6. Переменный ток. Метод комплексных амплитуд
- •9.7. Мощность переменного тока
- •10. Электромагнитное поле
- •10.1. Уравнения Максвелла
- •10.2. Плотность и поток энергии электромагнитного поля
- •10.3. Вывод уравнения непрерывности из уравнений Максвелла
- •10.4. Вывод соотношения, связывающего плотность энергии электромагнитного поля и вектор Умова — Пойнтинга
- •10.5. Ковариантность уравнений Максвелла
- •1.22. Система уравнений Максвелла в сплошной среде. Граничные условия
- •1.22.1. Уравнения Максвелла в дифференциальной и интегральной формах
- •1.22.2. Граничные условия
- •1.22.3. Уравнения Максвелла в системе уравнений магнитостатики и электростатики
- •1.22.4. Пример
- •1.22.5. Приложение.
- •1.22.5.1. Формула Остроградского – Гаусса.
- •1.22.5.2. Формула Стокса.
- •Плоские электромагнитные волны Понятие электромагнитной волны.
- •Поперечный характер электромагнитных волн.
- •Фазовая и групповая скорости электромагнитной волны.
- •Заключение.
- •Движение заряженных частиц в магнитном и электрическом полях
- •Электрический ток в газах
- •Сверхпроводимость.
- •Контур с током в магнитном поле.
7.2. Намагниченность вещества. Напряженность магнитного поля
В отсутствие внешнего магнитного поля парамагнитные молекуы, составляющие какое-либо вещество, вследствие теплового движения ориентированы совершенно беспорядочно, а диамагнитные молекулы вообще не обладают магнитным моментом. Поэтому сумма магнитных моментов молекул, заключенных в некотором физически бесконечно малом объеме dV, будет равна нулю:
dV ртi.=0
Под действием внешнего магнитного поля парамагнитные молекулы ориентируются преимущественно по полю, несмотря на то, что тепловое движение стремится разупорядочить их ориентацию. Диамагнитные молекулы во внешнем поле намагничиваются. Таким образом, какие бы молекулы ни входили в состав вещества, если его поместить в магнитное поле, сумма магнитных моментов всех молекул в любом физически бесконечно малом объеме dV уже не будет равна нулю. Вещество в таком состоянии называется намагниченным. Состояние намагниченного вещества характеризуется вектором
J =dV ртi/dV
который называется намагниченностью. По определению вектор J есть магнитный момент единицы объема намагниченного вещества. В этом заключается физический смысл этого вектора.
Намагниченность различных областей вещества может быть неодина ковой. В таком случае вектор намагниченности будет зависеть от коор динат точки пространства:
J = J(r),_
Намагниченность вещества называется однородной, если вектор J во всех его точках один и тот же. Намагниченность физически бесконечно малого объема вещества всегда можно считать однородной.
Токи, обусловленные движением электронов в атомах и молекулах, называют молекулярными, или связанными токами. Токи проводимости и конвекционные токи называют свободными. Силы молекулярных токов будем обозначать I', а свободных - I*.
7.3. Циркуляция вектора намагниченности *
Будем упрощенно рассматривать каждую молекулу как круговой контур с током I', площадь которого обозначим Sm. Все молекулы будем считать одинаковыми и в среднем одинаково ориентированными в пространстве. В этом случае из определения (7.2) следует, что
J=npm, (7.3)
где п - концентрация молекул; рт - магнитный момент одной молекулы,
pm = I'Sm. (7.4)
Построим в пространстве, где имеются молекулы некоторого вещества, произвольный контур С (рис. 7.2). Вычислим сумму молекулярных токов
Рис. 7.2. К вычислению суммы молекулярных токов,
охватываемых контуром С
Контур С охватывает только те молекулярные круговые токи, которые "нанизаны" на него (рис. 7.2). Найдем сначала сумму молекулярных токов, "нанизанных" на векторный элемент dl контура С. На вектор dl "нанизаны" молекулярные токи, центры которых находятся внутри косого цилиндра (рис. 7.3). Их число равно произведению концентрации п молекул на объем Smcosa dl цилиндра. Если все молекулярные токи одинаковы, то сумма токов, "нанизанных" на вектоp
dl будет пI'Sm cos a dl. Произведение п I' Sm есть модуль вектора J . Поэтому сумму молекулярных токов, "нанизанных" на вектор dl , можно записать как скалярное произведение J dl , а сумму всех молекулярных токов, "нанизанных" на контур С, представить как циркуляцию вектора
J по этому контуру:
I' =
(7.5)
Рис. 7.3. Молекулярный ток, "нанизанный" на вектор dl