41. Намагничивающиеся среды.

Намагничивающиеся среды.

На границе двух сред с разной магнитной проницаемостью меняется напряжённость магнитного поля. Это вызвано намагничиванием веществ.

Орбитальный магнитный момент электрона:

 

 

 

 

 

 

M

= μ IS ,

(0.1)

где S - векторная площадь орбиты электрона.

По характеру намагничивания различают диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.

Диамагнетики – в отсутствии внешнего поля магнитные моменты элементарных диполей ориентированы произвольно. Магнитные поля взаимно компенсируются и молекулы вещества не проявляют магнитных свойств. Под воздействием внешнего магнитного поля направление элементарных магнитных диполей становится близким к направлению внешнего поля и молекулы становятся магнитополярными.

Парамагнетики – молекулы обладают собственным магнитным полем в отсутствии внешнего магнитного поля, но они ориентированы хаотически. Под действием внешнего магнитного поля магнитополярные молекулы ориентируются в его направлении.

Ферромагнетики – аналогичны парамагнетикам: намагничивание вызывается упорядочением ориентации магнитных моментов атомов. Каждый атом ферромагнетика находится в сильном «молекулярном» магнитном поле смежных с ним атомов и ориентирован по направлению этого поля. Ферромагнетики распадаются на ряд микроскопических областей (областей Вейсса ли доменов), каждая из которых намагничена до определённого состояния. Однако в отсутствии внешних воздействий направление намагничивания доменов различно и средний магнитный момент всего тела равен нулю. Под действием внешнего поля ориентация доменов упорядочивается. В результате происходит намагничивание ферромагнетика, частично остающееся после исчезновения внешнего магнитного поля. Остаточное намагничивание сохраняется, пока на тело не начнут действовать новые факторы: магнитное поле обратного направления, нагревание, и т.п.

Т.о. под воздействием внешнего магнитного поля в любом веществе образуется внутреннее магнитное поле, которое взаимодействует с внешним полем и изменяет его. Вектор магнитной поляризации аналогичен вектору электрической поляризации и определяется как векторная сумма магнитных моментов молекул в единице объёма вещества:

 

 

 

 

.

(0.2)

P

M = M

Вектор магнитной поляризации показывает насколько магнитная индукция в данной среде отличается от индукции в вакууме:

 

 

M =

 

− μ

 

 

 

= (μ − μ

 

 

 

 

(0.3)

P

B

0

H

0

)H .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитная восприимчивость:

 

M = μ ′ −1 ,

 

 

 

 

 

 

 

(0.4)

тогда:

 

 

M = μ

 

 

.

(0.5)

P

H

 

 

M 0

 

 

 

 

Магнитная восприимчивость может быть как положительной, так и отрицательной, отличии от электрической. Диамагнетики имеют отрицательную маагнитную восприимчивость и относительную магнитную проницаемость меньше единицы. В диамагнетиках направление вектора намагничивания противоположно направлению вектора намагничивающего поля. Парамагнетики имеют положительную магнитную восприимчивость и относительную магнитную проницаемость больше единицы. В диамагнетиках направление вектора намагничивания совпадает с направлением вектора намагничивающего поля. Диамагнетики и парамагнетики относятся к линейным средам: в них магнитная восприимчивость не зависит от напряжённости намагничивающего поля. Численные значения магннитной восприимчивости диамагнетиков и парамагнетиков очень малы (порядка 10-5 и менее), поэтому намагничиванием этих сред часто пренебрегают.

В слабых полях феерромагнетики ведут себя как парамагнетиики, в сильных полях их магнитная восприимчивость принимает большие значения, её зависсимость от напряжённости магнитного поля имеет вид петли гистерезиса (рис.20).

Рис. 20. График зависимости магнитной поляризации ферромагнетика от напряжённости внешнего поля.

А – точка насыщения, POCT - остаточная поляризация,

FK - коэрцитивная сила.

Соседние файлы в папке Новая папка