34. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

Энергия магнитного поля (максимальное энергетическое произведение, объемная плотность энергии) — энергия, связанная с магнитным полем и преобразующаяся в другие формы энергии при изменении магнитного поля. Энергия магнитного поля равна работе, которая затрачивается на создание этого поля. Согласно теории близкодействия, энергия магнитного поля (как и энергия электрического поля) распределена по всему объему V пространства, в котором существует магнитное поле. Величина Wm, равная энергии магнитного поля, заключенной в единичном объеме этого поля, называется объемной плотностью энергии магнитного поля.

Ее можно рассчитать по формуле: Wm = В²/2 μ μ0, где В — модуль индукции магнитного поля, μ — магнитная проницаемость среды, μ0 — магнитная постоянная.

Измеряется в Дж/м³ или МГсЭ (Мега Гаусс Эрстеды).

Энергию магнитного поля можно рассматривать как функцию величин, которые характеризуют это поле в окружающем пространстве. Чем сильнее величина энергии магнитного поля, тем более мощный магнит ей обладает.

Плотность энергии магнитного поля - физическая величина, равная отношению энергии магнитного поля в некотором объеме к величине этого объема.

Плотность энергии магнитного поля в соленоиде с сердечником будет складываться из энергии поля в вакууме и в магнетике сердечника:

 ,   отсюда       .

35. Пара и диа- магнетизм.

Парамагнетизм (от греч. para – возле, рядом и магнетизм) - свойство веществ во внешнем магнитном поле намагничиваться в направлении этого поля, поэтому внутри парамагнетика к действию внешнего поля прибавляется действие наведенного внутреннего поля.

Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля (J↑↑H) и имеют положительную магнитную восприимчивость. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначительно отличается от единицы  .

Атомы (молекулы или ионы) парамагнетика обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствии внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения собственные магнитные моменты атомов ориентированы совершенно беспорядочно.

Парамагнетиками становятся ферро- и антиферромагнитные вещества при температурах, превышающих, соответственно, температуру Кюри или Нееля (температуру фазового перехода в парамагнитное состояние).

Диамагнетизм - свойство веществ намагничиваться навстречу приложенному магнитному полю. Диамагнетиками называются вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствии внешнего поля равны нулю, т.к. магнитные моменты всех электронов атома взаимно скомпенсированы (например инертные газы, водород, азот, NaCl и др.).

При внесении диамагнитного вещества в магнитное поле его атомы приобретают наведенные магнитные моменты. В пределах малого объема ΔV изотропного диамагнетика наведенные магнитные моменты    всех атомов одинаковы и направлены противоположно вектору  . Вектор намагниченности диамагнетика равен:

,

где n₀ – концентрация атомов,    – магнитная постоянная,    –магнитная восприимчивость среды.

Для всех диамагнетиков     Таким образом, вектор    магнитной индукции собственного магнитного поля, создаваемого диамагнетиком при его намагничивании во внешнем поле    направлен в сторону, противоположную   . (В отличие от диэлектрика в электрическом поле).

      У диамагнетиков