Магнитные свойства вещества (мс)

гипотеза Ампера 1820г.

хаотично – нет МС

круговые токи

в одном направлении – проявляют МС

Современные представления:

е вращается вокруг ядра – орбитальное МП

движение

е вращается вокруг оси – спиновое МП

Магнитная проницаемость вещества - показывает во сколько раз индукция магнитного поля В в веществе отличается по модулю от индукции магнитного поля в вакууме В₀ = В/ В₀

Три вида веществ

Вещество	Диамагнетики	Парамагнетики	Ферромагнетики
Магнитная проницаемость Поведение вне МП Причина Поведение в МП Взаимодействие с внешним МП Примеры веществ	≤ 1 Не проявляют МС МП электронов в атомах скомпенсированы Становятся поперек линий МП Выталкиваются из внешнего МП, ослабляют его Висмут, золото,серебро, ртуть,свинец, цинк, вода, смола, стекло, инертные газы, водород	≥ 1 Не проявляют МС МП электронов в атомах отличны от нуля Располагаются вдоль линий МП Втягиваются во внешнее МП, усиливая его, слабо намагничиваются Марганец, платина, алюминий, воздух, вольфрам, кислород, растворы солей железа	>> 1 Не проявляют МС до намагничивания Области самопроизвольного намагничивания – домены, размером ~10 м , в которых спиновые МП имеют одинаковые направления Усиливают МП во много раз до насыщения Намагничиваются, ориентация доменов по МП, становятся постоянными магнитами Железо, никель, кобальт; сплавы: инвар, магнико, пермаллой, пермендюр, альнико, и др.

Ферромагнетизм – свойство кристаллической решетки

Исчезновение МС Т Т_К

механические вибрации

Температура (или точка) Кюри - Т_К - температура, выше которой вещество теряет ферромагнитные свойства, разрушаются домены и ферромагнетик становится парамагнетиком

У железа Т_К=770^оС, у кобальта Т_К=1130^оС, у никеля Т_К=356^оС.

Применение ферромагнетиков:

сердечники для реле, электромоторов и генераторов, трансформаторов (магнитомягкие материалы – с малым значением коэрцитивной силы)

постоянные магниты (магнитотвердые материалы – с большим значением коэрцитивной силы, которые трудно размагнитить)

электроника, радиотехника – катушки и дроссели

магнитные ленты для звуко- и видеозаписи

магнитные носители информации – диски.

Постоянные магниты: их свойства - притяжение других тел

- разноименные полюса N и S

- взаимодействие полюсов

- магнитные силовые линии.

2.Задача на применение закона Джоуля-Ленца при параллельном соединении проводников.

Билет 26

1.Явление электромагнитной индукции. Открытие Фарадея. Электродвижущая сила индукции и правило Ленца. Переменный индукционный ток.

Открытие Фарадея:

→ «Коль скоро электричество может создавать магнетизм, может ли магнетизм создавать электричество?»

→ Гипотеза: Если электрический ток создает магнитное поле, то нельзя ли с помощью магнитного поля получить электрический ток?

→В 1831 году Фарадей доказал: с помощью магнита в замкнутой цепи был получен электрический ток.

→Опыт Фарадея: к чувствительному гальванометру подключают катушку с большим числом витков провода. Вдвигая магнит в катушку и выдвигая магнит из катушки (или если катушка движется вдоль неподвижного магнита) видим, что стрелка гальванометра отклоняется → это означает, что в катушке есть электрический ток;

→ ток индуцируется → наводится движущимся магнитом, т.е. изменяющим с магнитным полем

→ Вывод: при любом изменении магнитного поля возникает эдс индукции и индукционный ток, если проводник замкнут.

→Переменное магнитное поле неразрывно связано с электрическим полем, возникающем при этом поэтому оно называется электромагнитным полем.

→Силовые линии этого электрического поля, связанного с переменным магнитным полем, не имеют начала и конца – они замкнуты, поэтому поле называется вихревым.

→ Электродвижущая сила индукции – это отношение работы вихревого поля при перемещении электрического заряда по замкнутому контуру, к модулю этого заряда: Ɛ =

→ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного поля, пронизывающего катушку и числу витков в ней.

Явление электромагнитной индукции	- это явление возникновения электродвижущей силы (эдс) индукции, если: → проводник движется в однородном магнитном поле, → проводник покоится в переменном магнитном поле, при этом возникает индукционный ток, если проводник замкнут (представляет собой контур)	Правило Ленца: индукционный ток всегда имеет такое направление, что своим магнитным полем препятствует тому изменению, которым вызван (если внешнее магнитное поле увеличивается, то препятствует увеличению, а если уменьшается, то препятствует уменьшению).
Явление самоиндукции – частный случай явления электромагнитной индукции	- это явление возникновения эдс и тока самоиндукции при замыкании и размыкании электрической цепи, содержащей катушку проводников.	Подчиняется правилу Ленца: ток самоиндукции всегда направлен против того изменения, которым вызван, т.е. при замыкании цепи против увеличения тока в цепи, а при размыкании цепи против уменьшения тока в цепи.

→При колебаниях магнита в катушке в ней индуцируется электрический ток, у которого ЭДС и сила тока периодически меняются по модулю и направлению → то же самое происходит в индукционном генераторе переменного тока

→Электрический ток, сила тока которого периодически меняется по модулю и направлению, называется переменным током

→ Переменный ток используется в промышленности, сельском хозяйстве и быту.

2. Задача на тепловое действие электрического тока.

Билет 27

1.Основные свойства полупроводников. Электроны проводимости и дырки. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Применение полупроводников.

Полупроводники (ПП)

→вещества, занимающие промежуточное положение между проводниками и изоляторами

→ вещества, не имеющие свободных электрических зарядов при обычных условиях

→ вещества, удельное сопротивление которых очень сильно зависит от внешних условий – нагревания, освещения

→ удельное сопротивление ПП уменьшается при повышении температуры→используется в терморезисторах (устройствах, измеряющих температуру, используются в качестве датчиков температуры, термореле)

→ удельное сопротивление ПП уменьшается при их освещении→используется в фоторезисторах (фотореле)

→ПП – это элементы 4 группы таблицы Менделеева – германий и кремний

→ПП – это кристаллы, обладающие ковалентной связью→один или несколько электронов на внешней орбите атома обобществляются между соседними атомами

→При нагревании или освещении электроны, участвующие в ковалентной связи получают энергию для разрыва связи с атомом и становятся свободными, а на их месте образуется незаполненная связь – дырка.

→в ПП под действием внешних условий возникают свободные заряды →отрицательные электроны и

→положительные дырки

→проводимость ПП электронно-дырочная – собственная: число электронов = число дырок

→Более широкое применение находят ПП с примесной проводимостью

Примесь	Элемент V группы (мышъяк)	Элемент III группы (индий)
Количество электронов на внешней орбите	5 электронов: 4 участвуют в ковалентной связи, 1 – свободный электрон	3 электрона: все участвуют в ковалентной связи, 1 связь не заполнена – дырка
Соотношение между электронами и дырками	число электронов > число дырок	число электронов < число дырок
Основные носители заряда	Электроны	Дырки
Неосновные носители заряда	Дырки	Электроны
Проводимость	n-типа – электронная	p-типа – дырочная
Примесь	Донорная	Акцепторная

→используется контакт ПП двух типов электронно-дырочный переход p-n переход в ПП диодах, транзисторах

→ПП диод используется для выпрямления переменного тока

→ ПП применяются повсеместно во всех современных устройствах электроники и радиотехники