Источники магнитного поля в веществе

Все вещества являются магнетиками, т. е. способны под действием магнитного поля приобретать магнитный момент, намагничиваться.

По современным представлениям, магнетизм вещества обусловлен следующими тремя причинами:

∙движением электронов по своим орбитам;

∙собственным вращательным моментом (спином) электрона;

∙собственным вращательным моментом атомных ядер.

Магнитные моменты атомных ядер очень малы по сравнению с электронными и проявляют себя только при определённых условиях, например, вблизи абсолютного нуля.

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Намагничивание при включении поля

В отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты ориентированы беспорядочно и результирующее поле в веществе равно нулю.

При включении внешнего магнитного поля магнитные моменты ориентируются преимущественно по полю и вещество намагничивается.

Если молекулы вещества не имеют собственного магнитного моменты, то внешнее поле индуцирует молекулярные токи и молекулы приобретают магнитные моменты. В результате вещество намагничивается.

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Намагничивание при включении поля

В отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты ориентированы беспорядочно и результирующее поле в веществе равно нулю.

При включении внешнего магнитного поля магнитные моменты ориентируются преимущественно по полю и вещество намагничивается.

Если молекулы вещества не имеют собственного магнитного моменты, то внешнее поле индуцирует молекулярные токи и молекулы приобретают магнитные моменты. В результате вещество намагничивается.

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Намагничивание при включении поля

В отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты ориентированы беспорядочно и результирующее поле в веществе равно нулю.

При включении внешнего магнитного поля магнитные моменты ориентируются преимущественно по полю и вещество намагничивается.

Если молекулы вещества не имеют собственного магнитного моменты, то внешнее поле индуцирует молекулярные токи и молекулы приобретают магнитные моменты. В результате вещество намагничивается.

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Микро- и макро-поле в веществе

Из-за намагничивания, внутри вещества возникает микрополе, которое быстро меняется от точки к точке. Такое поле невозможно вычислить и измерить, и оно бесполезно с практической точки зрения.

Вместо него рассматривают макрополе ′, которое

получается усреднением микрополя по физически бесконечно малому объёму.

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Микро- и макро-поле в веществе

Из-за намагничивания, внутри вещества возникает микрополе, которое быстро меняется от точки к точке. Такое поле невозможно вычислить и измерить, и оно бесполезно с практической точки зрения.

Вместо него рассматривают макрополе ′, которое

получается усреднением микрополя по физически бесконечно малому объёму.

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Результирующее поле, теорема Гаусса

Поле в веществе образовано суперпозицией макрополя

намагничения ′ и поля, создаваемого сторонними

источниками или токами проводимости 0:

′

= 0 +

Поле ′, также как и поле 0, не имеет источников и

его силовые линии замкнуты. Поток этих векторов через замкнутую поверхность равен нулю, или

′

0 = 0, = 0

Следовательно для результирующего поля в магнетике справедлива теорема Гаусса:

= 0, = 0

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Результирующее поле, теорема Гаусса

Поле в веществе образовано суперпозицией макрополя

намагничения ′ и поля, создаваемого сторонними

источниками или токами проводимости 0:

′

= 0 +

Поле ′, также как и поле 0, не имеет источников и

его силовые линии замкнуты. Поток этих векторов через замкнутую поверхность равен нулю, или

′

0 = 0, = 0

Следовательно для результирующего поля в магнетике справедлива теорема Гаусса:

= 0, = 0

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

Результирующее поле, теорема Гаусса

Поле в веществе образовано суперпозицией макрополя

намагничения ′ и поля, создаваемого сторонними

источниками или токами проводимости 0:

′

= 0 +

Поле ′, также как и поле 0, не имеет источников и

его силовые линии замкнуты. Поток этих векторов через замкнутую поверхность равен нулю, или

′

0 = 0, = 0

Следовательно для результирующего поля в магнетике справедлива теорема Гаусса:

= 0, = 0

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Гипотеза Ампера о механизме намагничивании вещества

Источники магнитного поля в веществе

Намагничивание при включении поля

Микро- и макрополе в веществе

Результирующее поле, теорема Гаусса

Вектор

намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков

2. Вектор намагничивания

Магнитное поле в веществе

Механизм

намагничения

Вектор

намагничивания

Молекулярные токи и токи намагничивания

Степень

намагниченности

магнетика

Размерность

Связь вектора

и токов намагничивания

Вектор

напряжённости

Магнитное поле бесконечно длинного круглого стержня

Условия на границе двух магнетиков