23. Магнитное поле в веществе, микро - и макро токи. Магнитные моменты атомов. Типы магнетиков. Намагниченность.

Магнитные моменты электронов и атомов. Гиромаг­нитное отношение. Намагни­ченность вещества. Для выясне­ния того, как влияют магнитное поле на вещество и вещество на магнитное поле, обратимся к простейшей модели атома со­гласно полуклассической теории Бора, по которой электроны движутся вокруг ядра по некото­рым орбитам. При этом сущест­вуют более вероятные, выделен­ные в пространстве плоскости вращения электронов, что эквива­лентно контуру с током, имею­щему магнитный момент: р_m = i S = q πr² / T = q v r /2 = q m v r / (2m) = q L /(2m), где i –молеку­лярный ток, T = и v - период вращения и скорость движения заряда по орбите радиуса r, L = mvr - момент импульса заряда q. Поскольку направления векторов р_m и L противоположны (заряд электрона отрицателен), то полученное равенство может быть записано в векторной форме: р_m = - L . Все веще­ства так или иначе реагируют на магнитное поле, поэтому при рассмотрении магнитных явлений их называют магнетиками. Большинство веществ при внесе­нии в магнитное поле намагничи­ваются слабо. Магнитное состоя­ние вещества характеризуют намагниченностью, ее определяют точно так же как поляризован­ность. Намагниченность М – это магнитный момент единицы объема вещества: М = ∑ р_m / ∆V = n р_m, где n = N/ ∆V - концен­трация молекул, р_m – среднее значение магнитного момента молекулы. Поверхность магнетика представляет собой «контур с током», рис.

24. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Напряженность магнитного поля. Магнитная проницаемость среды. Напряженность магнитного поля. Закон полного тока

Для количественной характеристики магнитного поля можно воспользоваться механической силой, действующей на положительный полюс пробного магнита, в той точке, где он расположен в пространстве. Напряженностью магнитного поля называется отношение механической силы, действующей на положительный полюс пробного магнита, к величине его магнитной массы или механическая сила, действующая на положительный полюс пробного магнита единичной массы в данной точке поля.

Напряженность изображается вектором H, имеющим направление вектора механической силы f.

.

(1)

Для изотропной среды существует связь между индукцией и напряженностью магнитного поля

или  .

(1)

Последнее соотношение можно использовать для определения магнитной проницаемости  как отношения индукции к напряженности магнитного поля.

.	(1)
		(9)

Полученное выражение называется законом полного тока. Линейный интеграл вектора напряженности магнитного поля, взятый по замкнутому контуру, равен полному (суммарному) электрическому току, проходящему через поверхность, ограниченную этим контуром или МДС вдоль замкнутого контура равна полному току, охватываемому этим током.

Закон полного тока является одним из важнейших законов, устанавливающим неразрывную связь между электрическим током и магнитным полем. Из него следует, что любая магнитная линия обязательно охватывает электрический ток и, наоборот, электрический ток всегда окружен магнитным полем. Причем, не являются исключением из этого закона и постоянные магниты, т.к. в них магнитные линии создаются элементарными микроскопическими токами, также входящими в правую часть выражения (9).