6. Магнитные свойства вещества
Доказать, что отношение числового значения орбитального магнитного момента pm электрона к числовому значению его орбитального механического момента Le (гиромагнитное отношение орбитальных моментов) одинаково для любой орбиты, по которой движется электрон. Ответ: g = e/(2m).
Принимая, что электрон в невозбужденном атоме водорода движется по круговой орбите радиусом R = 52,8 пм, определить: 1) магнитный момент pm эквивалентного кругового тока; 2) орбитальный механический момент L, электрона; 3) исходя из полученных числовых значений, гиромагнитное отношение орбитальных моментов, доказав, что оно совпадает со значением, определяемым универсальными постоянными.
Ответ: 1) 9,25·10-24 А·м2; 2) 1,05·10-34 кг·м2/с; 3) 87,8 ГКл/кг.
В пространство между полюсами электромагнита подвешиваются поочередно висмутовый и алюминиевый стержни. Оказалось, что при включении электромагнита алюминиевый стержень располагается вдоль магнитного поля, а висмутовый — поперек магнитного поля. Объяснить различие в их поведении.
В однородное магнитное поле вносится длинный вольфрамовый стержень (магнитная проницаемость μ = 1,0176). Определить, какая доля суммарного магнитного поля в этом стержне определяется молекулярными токами. Ответ: 1,73 %.
Напряженность однородного магнитного поля в платине равна 5 А/м. Определить магнитную индукцию поля, создаваемого молекулярными токами, если магнитная восприимчивость платины равна 3,6·10-4. Ответ: 2,26 нТл.
По круговому контуру радиусом R = 40 см, погруженному в жидкий кислород, течет ток I = 1 А. Определить намагниченность в центре этого контура. Магнитная восприимчивость жидкого кислорода χ = 3,4·10-3. Ответ: 4,25 мА/м.
По обмотке соленоида индуктивностью L = 3 мГн, находящегося в диамагнитной среде, течет ток I = 0,4 А. Соленоид имеет длину l= 45 см, площадь поперечного сечения S = 10см2 и число витков N=1000. Определить внутри соленоида: 1) магнитную индукцию; 2) намагниченность. Ответ: 1) 1,2 мТл; 2) 66 А/м.
Соленоид, находящийся в диамагнитной среде, имеет длину l = 30 см, площадь поперечного сечения S = 15 см2 и число витков N = 500. Индуктивность соленоида L = 1,5 Гн, а сила тока, протекающего по нему, I = 1 А. Определить: 1) магнитную индукцию внутри соленоида; 2) намагниченность внутри соленоида. Ответ: 1) 2 мТл; 2) 75 А/м.