55. Пара- и даимагнетики, их магнитные свойства. Поведение Диамангнетиков парамагнетиков в неоднородном магнитном поле.

-диамагнетики

( )

Представители: , , , почти все газы: , , и т.д.

-парамагнетики

Представители: , , , …, из газов ;

Диамагнетики. Диамагнетики состоят из атомов, в которых орбитальные магнитные моменты электронов скомпенсированы. Поэтому магнитные моменты атомов равны нулю. Для анализа механизма диамагнитного эффекта используем модель атома гелия.

Вокруг ядра обращаются два электрона. Опыт показывает, что атом гелия не имеет магнитного момента. Это можно объяснить тем, что оба электрона обращаются вокруг ядра с одинаковой скоростью по одинаковым орбитам, но в противоположных направлениях (рис.24.9). Тогда их орбитальные магнитные моменты будут равны по величине, но противоположны по направлению и суммарный магнитный момент оказывается равен нулю. Поместим атом гелия в магнитное поле.

Для простоты положим, что вектор индукции перпендикулярен плоскости орбиты электрона. В этом случае на электрон действует две силы – кулоновская сила притяжения к ядру и сила Лоренца. Их равнодействующая сообщает электрону центростремительное ускорение. Для 1-го электрона:

Для 2-го электрона: (*)

В этих уравнениях полагаем, что под действием магнитного поля меняется только скорость движения электрона, но не радиус орбиты. Из полученной системы уравнений следует ,что под действием магнитного поля скорость движения 1-го электрона уменьшилась, а 2-го –возрастает. Соответственно изменяются и магнитные моменты: возрастает, а уменьшается (рис.24.10). Таким образом, под действием внешнего магнитного поля у атома индуцированным микротоком - наводится (индуцируется) магнитный момент: .

Индуцированный магнитный момент направлен противоположно вектору индукции внешнего поля.

Так как индуцированный микроток наводится внешним полем, то, согласно правилу Ленца, у атома появляется составляющая магнитного поля, направленная противоположно внешнему полю. Результирующее магнитное поле в диамагнетике уменьшается магнитная восприимчивость для диамагнетика величина отрицательная.

Парамагнетики.

Атомы парамагнетиков имеют некомпенсированные магнитные моменты. Под действием внешнего поля эти магнитные моменты поворачиваются, стремясь расположиться вдоль силовых линий поля. Тепловое движение, естественно, какой то степени расстраивает этот порядок.

Магнитная восприимчивость парамагнетиков положительная и примерно в сто раз больше чем восприимчивость диамагнетиков.

57. Вихревое электрическое поле. Первое уравнение Максвелла в интегральной форме.

Согласно закону Фарадея для электромагнитной индукции, если проводник находится в переменном во времени магнитном поле, то в проводнике возникает ЭДС индукции.

Максвелл выдвинул гипотезу, что при изменении во времени магнитного поля вокруг него возникает электрическое поле, причем не только в проводнике, но и в вакууме. В отличие от электростатического поля это поле вихревое. Его силовые линии замкнуты. Такое поле может вызвать движение зарядов по замкнутым линиям, т.е. электрический ток. При этом сторонними силами являются силы вихревого электрического поля. Эту гипотезу называют первым основным положением теории Максвелла.

	Первое основное положение теории Максвелла: «Всякое изменение во времени магнитного поля вызывает появление вихревого электрического поля»
	L- контур обхода, S- площадь, охватываемая этим контуром, n – в проекции на нормаль к площади. На рис. показано направление силовой линии вихревого электрического поля для случая, когда индукция магнитного поля возрастает.

Максвелл обобщил закон Фарадея для электромагнитной индукции: при изменении во времени магнитного поля, вихревое электрическое поле возникает в любой среде: и в проводниках и в вакууме и др.средах.