32. Магнитное поле в веществе. Магнетон Бора.

Поле в магнетике. Всякое вещество является магнетиком, т.е. способно намагничиваться -приобретать магнитный момент. Если внести магнетик в магнитное поле с индукцией, то результирующее полебудет векторной суммой вектораи собственного поля магнетика:

=+B`

Вектор B` не имеет специальных источников, поэтому для поляв магнетике справедлива

теорема Гаусса:Поток вектора сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю:

Это значит, что линии вектора и при наличии вещества остаются непрерывными.Природа магнитных свойств вещества может быть полностью обоснована методами квантовой механики, а в электродинамике можно ограничиться следующими модельными представлениями. Молекулы многих веществ обладают магнитными моментами, обусловленными движением заряженных частиц внутри молекул. В отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты молекул ориентированы беспорядочно, поэтому результирующее поле внутри магнетика равно нулю. Если при отсутствии внешнего поля молекулы не обладают магнитными моментами, то внесении поле в молекулах возникают индуцированные круговые токи, в результате чего сами молекулы и вместе с ними и все вещество приобретает магнитный момент и соответствующее собственное поле магнетика. Большинство магнетиков намагничиваются слабо. Сильными магнитными свойствами обладают только железо, никель, кобальт и многие их сплавы.

Магнето́н Бо́ра — единица элементарного магнитного момента.

В Гауссовой системе единиц магнетон Бора определяется как^[3]

{\displaystyle \mu _{B}={\frac {e\hbar }{2cm_{\mathrm {e} }}}}

и в системе СИ как

{\displaystyle \mu _{B}={\frac {e\hbar }{2m_{\mathrm {e} }}}}

где ħ — постоянная Дирака, е — элементарный электрический заряд, m_e — масса электрона, c — скорость света.

Величина магнетона Бора составляет, в зависимости от выбранной системы единиц:

Магнитный момент электрона кратен магнетону Бора. Следовательно, в данном случае μB играет роль элементарного магнитного момента — «кванта» магнитного момента электрона.

33 Напряженность магнитного поля. Вектор намагниченности:

Напряженность магнитного полянеобходима для определения магнитной индукции поля, создаваемого токами различной конфигурации в различных средах. Напряженность магнитного поля характеризует магнитное поле в вакууме.

Напряженность магнитного поля [H] – это отношение магнитной индукции к магнитной проницаемости среды

Напряженность магнитного поля – величина векторная. За единицу измерения напряженности магнитного поля в Международной системе единиц принят ампер на метр.

Напряженность магнитного поля (формула)векторная физическая величина, равная:

Напряженность магнитного поля в СИ - ампер на метр (А/м).

Векторы индукции (В) и напряженности магнитного поля (Н) совпадают по направлению. Если знать Напряженность магнитного поляв данной точке, то можно определить индукцию поля в этой точке.

Напряженность магнитного поля зависит только от силы тока, протекающего по проводнику, и его геометрии.

Обобщая экспериментальные данные французских физиков Био и Савара, Лаплас (французский математик) предложил формулу, по которой можно вычислять напряженность поля, создаваемого элементом тока в точке, расположенной от этого элемента на расстоянии r.

• Теорема Ампера о циркуляции магнитного поля:

 

Вектор намагниченности. Намагниченностью (вектором намагниченности) вещества называется отношение суммарного магнитного момента выделенного части вещества к объему этой части