18. Магнітне поле в речовині. Напруженість h магнітного поля. Магнітна сприйнятливість і проникність

Якщо магнетики намагнічуються у ту ж сторону, що і , то вони називаються парамагнетиками. Кількісною мірою намагнічування є вектор намагніченості, який можна подати через одиницю об’єму речовини:

, (2.1)

де n – концентрація атомів або їх число в одиниці об’єму магнетика; - індукований магнітний момент атома, друга складова у рівнянні (1.10).

З урахуванням викладеного одержуємо

, або . (2.2)

Величину називають магнітною сприйнятли-вістю.

Якщо магнітна сприйнятливість <0, то такі магнетики називають діамагнетиками.

За розрахунками Кюрі-Венса для парамагнетиків

.

У цьому випадку магнітна сприйнятливість обернено пропорційна до абсолютної температури.

З інших міркувань встановлено, що

, (2.3)

де  - відносна магнітна проникність середовища;  - магнітна сприйнятливість.

Із співвідношення (14.2.3) одержуємо:

 > 1- парамагнетики;  < 1 - діамагнетики.

Прикладом діамагнітних речовин є металевий вісмут. При внесенні шматочка вісмуту, підвішеного до нитки у зовнішнє магнітне поле, останнє цей шматочок виштовхує з магнітного поля.

Парамагнітна мідь або латунь слабо втягуються у зовнішнє магнітне

Напруженість магнітного поля

Напру́женість магні́тного поля — векторна характеристика, яка визначає величину й напрям магнітного поля в даній точці в даний час. Позначається зазвичай латинською літерою , вимірюється в ерстедах у системі СГСМ і ампер-витках на метр (А·в/м) у системі СІ.

Рівняння Максвела

Напруженість магнітного поля визначається першим рівнянням Максвела. У диференціальній формі воно має такий вигляд

,

де — вектор електричної індукції, — густина електричного струму, с — швидкість світла. [1]

Це рівняння значить, що вихрове магнітне поле породжується змінним електричним полем, або ж електричними струмами.

Граничні умови

На розривній границі двох середовищ граничні умови для напруженості магнітного поля записуються у вигляді

,

де - вектор нормалі до поверхні, а - густина поверхневого струму.

Якщо на границі струму немає, то гранична умова спрощується до вимоги рівності тангенціальних складових напруженості магнітного поля

Ht1 = Ht2

Нормальна складова вектора напруженості магнітного поля має розрив, який визначається різницею магнітних проникностей двох середовищ. Для знаходження величини розриву потрібно врахувати неперервність нормальної складової вектора магнітної індукції.

Магнітне поле - складова електромагнітного поля, яка створюється змінним у часі електричним полем, рухомими електричними зарядами або спінами заряджених частинок. Магнітне поле спричиняє силову дію на рухомі електричні заряди. Нерухомі електричні заряди з магнітним полем не взаємодіють, але елементарні частинки з ненульовим спіном, які мають власний магнітний момент, є джерелом магнітного поля і магнітне поле спричиняє на них силову дію, навіть якщо вони перебувають у стані спокою.

Магнітне поле утворюється, наприклад, у просторі довкола провідника, по якому тече струм або довкола постійного магніту.

Магнітне поле є векторним полем, тобто з кожною точкою простору пов'язаний вектор магнітної індукції який характеризує величину B і напрям магнітого поля у цій точці і може мінятися з плином часу. Поряд з вектором електромагнітної індукції B, магнітне поле також описується вектором напруженості H .

У вакуумі ці вектори пропорційні між собою:B=kH , де k - константа, що залежить від вибору системи одиниць. В системі СІ, k = μ0 - так званій магнітній проникності вакууму. Деякі системи одиниць, наприклад СГСГ, побудовані так, щоб вектори індукції та напруженості магнітного поля тотожно дорівнювали один одному:k=1 .

Однак у середовищі ці вектори є різними: вектор напруженості H описує лише магнітне поле створене рухомими зарядами (струмами) ігноруючи поле створене середовищем, тоді як вектор індукції B враховує ще й вплив середовища:

де M - вектор намагніченості середовища.