3. Магнитные св-ва пород. Типы горн. Пород по магнитным св-вам.

При изучении магнитных свойств наблюдается много закономерностей, подобных тем, которые действуют в электрическом поле. Подобно электрическому, магнитное поле характеризуется двумя показателями — напряженностью и индукцией.

Напряженность магнитного поля Н (а/м) определяет величину и направление действия магнитных сил.

Для описания магнитного поля пользуются еще магнитной индукцией В — векторной величиной, характеризующей интенсивность магнитного поля. Магнитная индукция численно равна э.д.с., возникшей в витке проводника под воздействием на него магнитного поля и отнесенной к единице площади витка.

Магнитная индукция не имеет ни источников, ни стоков; линии магнитной индукции непрерывны и образуют замкнутые петли.

Между магнитной индукцией В и напряженностью Н существует прямо пропорциональная зависимость

В =µ Н,

где µ — коэффициент, указывающий на изменение напряженности магнитного поля при внесении в него какого-нибудь вещества. Этот коэффициент называется абсолютной магнитной проницаемостью.

По магнитным свойствам горные породы делятся на диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.

Диамагнетики. Если магнитный момент атомов равен нулю при Н = 0, то такие породы называются диамагнетиками.

В диамагнетиках электронные оболочки атомов симметричны и замкнуты. При внесении такого атома в магнитное поле его электронная орбита получает дополнительную скорость и каждый атом породы приобретает магнитный момент, направленный против поля. Величина диамагнетизма определяется радиусами атомных орбит и в большинстве случаев не зависит от температуры. Магнитная проницаемость диамагнетиков меньше единицы. Поэтому такие породы, помещенные в магнитное поле, уменьшают плотность магнитного потока (его индукцию).

Парамагнетики. Горные породы, атомы которых обладают магнитным моментом при отсутствии внешнего поля, называются парамагнетиками. Однако в целом образец парамагнетика при отсутствии поля не намагничен вследствие хаотичного распределения в нем магнитных моментов отдельных атомов. Лишь при внесении парамагнетика в магнитное поле его диполи ориентируются сообразно полю и, следовательно, образец намагничивается. Так как этой ориентировке препятствует тепловое движение атомов, то магнитная проницаемость парамагнетиков с повышением температуры уменьшается. В целом же их магнитная проницаемость несколько больше единицы.

Следует подчеркнуть, что диамагнитная намагниченность присуща всем горным породам и минералам, однако, так как она незначительна по величине и направлена противоположно парамагнитной намагниченности, то в сильных парамагнетиках последняя преобладает и становится решающей.

Ферромагнетики. Горные породы, у которых целые объемы (домены) обладают магнитным моментом при отсутствии внешнего поля, называются ферромагнетиками. Благодаря доменам магнитная проницаемость ферромагнетиков значительно больше, чем у парамагнитных пород. Намагниченность ферромагнетиков достигается не только внешним полем, но также и намагничивающим действием дополнительного внутреннего молекулярного поля.

Намагниченность ферромагнетиков зависит от напряженности магнитного поля, причем при определенном значении Н эта зависимость исчезает — наступает насыщение. При снижении напряженности магнитного поля до нуля породы полностью не размагничиваются. Это явление носит название остаточной намагниченности. Для того чтобы породу размагнитить, к ней необходимо приложить некоторое обратно направленное магнитное поле. Величина этого поля характеризует породу и называется коэрцитивной силой. Если отмечать ход намагничивания и размагничивания на графике, то получается петля гистерезиса, характерная для ферромагнетиков.

С повышением температуры растет подвижность атомов, составляющих домены. При определенной температуре, называемой точкой Кюри, домены полностью лишаются магнитных моментов и ферромагнетик переходит в парамагнетик.