16. Намагниченность горных пород.

Любое вещество, помещенное в магнитн. поле, приобретает НАМАГНИЧЕННОСТЬ - это магнитный момент единицы объема вещества (в системе СИ - А/м, СГС - единицы). В случае однородно намагнич. тела J=M/V, где М - магнитный момент тела, V - его объем.

В случае неоднородно намагнич. тела J = dM/dV, где dM - магнитный момент объема dV

ВИДЫ:

При намагничивании г.п. во время ее остывания возникает остаточная намагнич. Давление вышележащих толщ на г.п., ведет к возникновению динамической намагнич. В процессах химич. превращений образуются новые минералы и может появиться химич. намагнич.

Способность к намагничиванию г.п. называют магнитной восприимчивостью kappа (1 СГС = 4*пи [СИ])

Все вещества разделяются на:

1) Ферромагнетики - хар-ся параллельным расположением магн. моментов атома и высоким kappa. С увеличением температуры kappa возрастает, достигает max при точке Кюри. Когда температура превышает точку Кюри, kappa уменьшается почти до нуля. Ферромагн., остывая, сохраняют остаточную намагнич. J ОСТ (Q= J ОСТ / J ИНДУКЦ. -коэф. Кёнисбергера, изменяется 0-100).

2) Парамагнетики. Их атомы обладают собственными магн. моментами, при внесении атомов в м/поле происходит переориентировка поля атомов. Это щелочно-земельные металлы; соли железа, никеля; редкоземельные элементы. Из металлов: хром, вольфрам, уран.

3) Диамагнетики. Общий магнитный момент атома равен 0. Это инертные газы, металлы (медь, свинец), неметаллы.

Магнитный гистерезис - отставания намагниченности от намагничивающего поля.

РИСУНОК 16.1.

Где Jнасыщ - намагниченность насыщения, Jост - остаточная намагниченность, Hнасыщ - напряженность насыщения внешнего поля Н.

Из-за возрастания внешнего поля намагниченность возрастает по кривой А.

При уменьшении напряженности поля вещество размагничивается по кривой В. При напряженности Н=0 напряженность J=Jост.

Намагнич. зависит от температуры, внешнего м/поля и от содержания ферромагнитн. минералов (пирротин, магнетит).

МАГНИТНАЯ АНИЗОТРОПИЯ

Известно, что в ферромагнитных кристаллитах, входящих в состав г.п и руд, имеются оси легкого намагничивания. Упорядочивание этих осей приводит к появлению магнитной текстуры породы. Г.п. становится анизотропной, а возникающая анизотропия называется текстурной. Также г.п. могут обладать и слоистой анизотропией, кот-ая при переслаивании магнитных и немагнитных слоев. Чаще эти анизотропии сочетаются, например, в железистых кварцитах.

НАМАГНИЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТИПОВ Г.П. И РУД.

1) Магматические г.п. - каппа от 10^-15 до нескольких единиц СИ.

2) Осадочные - слабомагнитные

3) Рудные - в основном сильномагнитные.

17. Магнитное поле физических объектов.

Магнетизм - особая форма материальных взаимодействий, возникающих м/у движущимися заряженными частицами. Магнитные св-ва физич. тел обусловлены движением эл. зарядов. Магнетизм делят на атомный магнетизм и магнетизм вещества на макроуровне. При изучении земного магнетизма используют законы стационарного поля:

rot H=j, divB = 0

ТЕОРИЯ МАГН.ПОТЕНЦИАЛА

Теория м/поля, основанна на понятии о магнитной массе. Магн. диполь хар-ся магн. моментом: M = q*I, где q - магн. заряд.

В качестве базисного магн. потенциала рассматривают потенциал магн. диполя U(P) = 1/4*пи*мю * (М*r) / r^3, r - радиус-вектор точки, в которой определен потенциал, мю - магнитная проницаемость.

НАПРЯЖЕННОСТЬ И МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ.

Напряженность поля определяется законом Био-Савара: dH = j x r / 4*пи*r^3, j - плотность тока (А/м^2), x - умножение, [Н] = A/м.

В безграничной среде с магн. прониц. мю вводится магн. индукция: B=мю*Н, [B]=[Тл].

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВЫХ СИСТЕМ.

Силовые линии м/поля прямого тока замкнуты по окружностям, направлены по часовой стрелке. Его индукция: B = мю0/2*пи * i/r0, где r0 - кратчайшее расстояние от провода до точки, где совершается индукция.

М/поле кругового тока подобно полю очень короткого магнита. Против часовой стрелки возникает северный магнитный полюс по часовой стрелке - южный. Магнитная индукция в центре тока: В = мю0*i/2R, на оси кругового тока: В = мю0*р m / 2*pi*r0^3, где

R - радиус окружности, по которой течет ток, р m - магн. момент кругового тока, r0 - расстояние вдоль оси кругового тока

Магнитное поле разомкнутого соленоида подобно м/полю вытянутого постоянного магнита. Он имеет северный и южный магнитные полюсы. Магн. индукция в средней части: В = мю0*n*i, вблизи концов соленоида: В = мю0*n*i /2, где n - число витков соленоида на единицу длины

Магнитное поле замкнутого соленоида (тороида) подобно полю постоянного магнита, замкнутого якорем. Он не имеет магнитных полюсов. Внутри тороида:

В = мю0*N*I / 2*pi*R, где N - полное число витков тороида, R - радиус тороида.

Вне тороида: В=0.

Катушки Гельмгольца - применяют для создания однородного м/поля. Это два круговых контура одинакового диаметра, расположены параллельно друг другу. Они являются частным случаем использования нескольких пар колец, имеющих общую ось (для большей однородности поля).