
- •33.Магнитное поле в вакууме
- •34. Движение заряженных частиц в магнитном поле.
- •35. Взаимодействие магнитного поля с током.
- •36 Рамка с током в магнитном поле.
- •37 Поток вектора магнитной индукции сквозь произвольную поверхность.
- •38 Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.
- •39 Электромагнитная индукция.
- •40 Явление самоиндукции.
- •41Энергия магнитного поля тока.
- •42. Закон полного тока.
- •43 Магнитные свойства вещества.
- •44 Магнетики в магнитном поле.
- •45 Ферромагнетизм.
- •46. Основы единой теории электромагнитного поля Максвелла.
- •Электромагнитные колебания в колебательном контуре.
- •Электромагнитные волны.
44 Магнетики в магнитном поле.
Поведение диа- и парамагнетиков в магнитном поле. Восприимчивость магнетиков. Связь намагниченности с напряженностью внешнего магнитного поля для диа - и парамагнетиков. Закон полного тока для магнитного поля в веществе. Магнитная проницаемость.
Диамагнетики
- это вещества, у которых магнитные
моменты ядер и электронов в атомах
скомпенсированы и полный магнитный
момент каждого атома равен нулю. Под
действием внешнего магнитного поля у
атомов диамагнетиков индуцируется
магнитный момент
,
который пропорционален величине внешнего
поля
и противоположен по направлению вектору
. Таким образом, диамагнетик во внешнем
поле
намагничивается, но его магнитная
восприимчивость
отрицательна, а магнитная проницаемость
меньше единицы. По порядку величины
магнитная восприимчивость диамагнитных
газов лежит в области |10-9÷10-8|, а у жидких
и твердых диамагнетиков |10-6÷10-5|. На
диамагнетик со стороны внешнего
магнитного поля действует сила, которая
выталкивает диамагнетик в область более
слабого поля.
Парамагнетики
- это вещества, атомы которых имеют
ненулевые магнитные моменты
. Но в обычном состоянии эти магнитные
моменты ориентированы хаотично и полный
магнитный момент парамагнитного тела
равен нулю, т.е. парамагнетик не
намагничен. При помещении парамагнетика
во внешнее магнитное поле
магнитные моменты его атомов ориентируются
по полю, т.е.
,
и парамагнетик намагничивается. Магнитная
восприимчивость парамагнетика
,
а магнитная проницаемость μn>1.
По порядку величины восприимчивость
парамагнитных газов лежит в области
(10-7÷10-6), а у жидких и твердых парамагнетиков
(10-6÷10-4). Со стороны внешнего магнитного
поля на парамагнетик действует сила,
которая втягивает парамагнетик в область
более сильного поля.
Закон полного тока для магнитного поля в веществе утверждает, что циркуляция вектора напряженности магнитного поля H вдоль произвольного замкнутого контура L равна алгебраической сумме макротоков сквозь поверхность, натянутую на этот контур:
,
Выражение выше – это закон полного тока в интегральной форме. В дифференциальной форме его можно записать:
Магнитная проницаемость — физическая величина, коэффициент (зависящий от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией B и напряжённостью магнитного поля H в веществе. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости конкретной среды (подразумевая ее состав, состояние, температуру и т. д.).
В общем связь соотношение между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вводится как
45 Ферромагнетизм.
Определение. Зависимость индукции магнитного поля магнетика, намагниченности и магнитной проницаемости от напряженности внешнего магнитного поля. Петля гистерезиса. Остаточная намагниченность и коэрцитивная сила. Домены. Точка Кюри.
Ферромагнетизм— появление спонтанной намагниченности при температуре ниже температуры Кюри вследствие упорядочения магнитных моментов, при котором большая их часть параллельна друг другу. Вещества, в которых возникает ферромагнитное упорядочение магнитных моментов, называются ферромагнетиками.
Величина магнитной индукции B связана с напряженностью поля H соотношением
Намагниченность растет с ростом напряженности в соответствии с законом
Зависимость магнитной проницаемости от напряженности внешнего магнитного поля:
Петля Гистерезиса
Оста́точная
намагни́ченность — намагниченность,
которую имеет ферромагнитный материал
при напряжённости внешнего магнитного
поля, равной нулю. В уравнениях обозначается
как
.
В технике часто считается, что
намагниченность M это синоним для
остаточной магнитной индукции B (они
отличаются на магнитную постоянную
,
),
поэтому остаточная намагниченность
часто обозначается как
.
Величина остаточной намагниченности
определяется точкой пересечения петли
гистерезиса с осью магнитной индукции
ферромагнетика.
Коэрцитивная
сила — значение напряженности магнитного
поля, необходимое для полного
размагничивания ферро- или ферримагнитного
вещества. Коэрцитивная сила — такое
размагничивающее внешнее магнитное
поле напряженностью H,
которое необходимо приложить к
ферромагнетику, предварительно
намагниченному до насыщения, чтобы
довести до нуля его намагниченность I
или индукцию магнитного поля B
внутри. Соответственно рассматривают
коэрцитивную силу, полученную по циклу
, или по циклу
.
Обозначают соответственно
и
.Коэрцитивная сила
всегда больше
.Этот
факт объясняется тем, что в правой
полуплоскости графика гистерезиса
значение B больше, чем H.
Домен — макроскопическая область в магнитном кристалле, в которой ориентация вектора спонтанной однородной намагниченности или вектора антиферромагнетизма (при температуре ниже точки Кюри или Нееля соответственно) определенным образом повернута или сдвинута относительно направлений соответствующего вектора в соседних доменах. Домены существуют в ферро- и антиферромагнитных, сегнетоэлектрических кристаллах и других веществах, обладающих спонтанным дальним порядком.
Точка Кюри, или температура Кюри, — температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной — в ферромагнетиках, электрической — в сегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах).