36.Природа діамагнетизму та парамагнетизму.

Природа діамагнетизму полягає в тому, що при внесенні діамагнетика в магнітне поле у його об'ємі індукуються вихрові мікроструми, які згідно з правилом Ленца, створюють власне магнітне поле, спрямоване назустріч зовнішньому полю. Проявом діамагнетизму є послаблення магнітного поля при внесенні в нього діамагнітної речовини.

Магнітна сприйнятливість діамагнетика виражається наступною формулою:

,

де μ₀ - магнітна стала, e і m - заряд та маса електрона, Z - кількість електронів в атомі, N - кількість атомів в одиниці об'єму,   - середнє значення квадрата радіус-вектора електрона. Як правило, χ має порядок 10 ^{− 7}.

Діамагнетизм різною мірою притаманний всім речовинам. В ряді речовин він перекривається іншими, більш сильними ефектами (орієнтаційними, обмінними). Діамагнетиками є інертні гази, азот, водень, мідь, ртуть, вісмут, цинк, золото, срібло, вода тощо.

Наслідком діамагнетизму є виштовхування діамагнітних тіл з областей сильного магнітного поля в області, де воно слабше. Цей ефект можна використати для левітації, тобто для зависання діамагнітного об'єкта на певній висоті під дією постійного в часі, але неоднорідгого в просторі зовнішнього магнітного поля.

Парамагнетизм (рос. парамагнетизм, англ. paramagnetism, нім. Paramagnetismus m) – властивість речовин слабо намагнічуватися в напрямі дії зовнішнього поля (напрямі силових ліній цього поля). Атоми або молекули парамагнетиків мають результуючий магнітний момент, який розглядається як магнітний диполь. При відсутності зовнішнього магнітного поля диполі орієнтуються хаотично і тіло не виявляє ознак намагніченості. При внесенні парамагнетика у магнітне поле магнітні диполі повертаються, орієнтуючись своїм магнітним моментом уздовж зовнішнього поля. Цьому заважає тепловий рух молекул. Кінцевий сумарний магнітний момент одиниці об’єму парамагнетика залежить від величини зовнішнього магнітного поля і від температури. Властивість П. використовується при збагаченні деяких видів корисних копалин.

37. Феромагнетики – це речовини, які здатні бути намагніченими за відсутності магнітного поля (залізо, нікель, кобальт, гадоліній та їхсплави). Вони у багато разів посилюють зовнішнє магнітне поле, так що їх магнітна проникність набагато перевищує одиницю.. Намагніченість J феромагнетиків залежить від напруженості магнітного поля Н. При певній напруженості намагніченість J досягає стану насичення Jнас .Зв’язок між індукцією В і напруженістю Н визначається формулою При нагріванні феромагнетиків до певної температури, яка називається точкою Кюрі Тк , домени “розсипаються”, і феромагнетики перетворюються на парамагнетики, для заліза t = 768°С, нікелю t = 365°С.

У більш широкому сенсі феромагнетизму називається сукупність фізичних властивостей речовини в зазначеному вище стані.

Речовини, у яких виникає феромагнітне впорядкування магнітних моментів, називаються феромагнетиками. До їх числа відносяться кристали перехідних металів (залізо, кобальт, нікель), деяких рідкоземельних елементів і ряду сплавів, ферити, а також деякі металеві скла.

Для феромагнітних кристалів характерна наявність внутрішніх незаповнених електронних шарів. Наприклад, для заліза, нікелю і кобальту незаповненими є 3d-подслой, для гадолінію подслой - 4f.

Поява в феромагнетиках атомного магнітного порядку обумовлено обмінним взаємодією, прагнуть встановити спини сусідніх атомів або іонів паралельно один одному.

Гістерезис - неоднозначна залежність змін фізичної величини, яка означає стан тіла, від зміни іншої фізичної величини, яка визначає зовнішні умови (напруженість магнітних Н та електричних Е полів). Гістерезис спостерігається в тих випадках, коли стан тіла визначається зовнішніми умовами не лише в даний момент часу, але й попередні моменти, тобто, коли стан системи залежить від її минулого (історії).

Гістерезис означає ненакладання перебігу змін у протилежних напрямках (незбіжність кривих, що описують такі зміни).

Розрізняють гістерезис:

• магнітний;

• діелектричний;

• пружний:

• магнітострикційний;

• температурний;

• термомагнітний та інші.

Точка Кюрі - температура фазового переходу від феромагнетика до парамагнетика або між полярною й неполярною фазами сегнетоелектрика.

Позначається здебільшого  .