Магнитные свойства воды

Вода – диамагнетик, в котором множество ионов. При действии на воду магнитного поля идет выпадение солей. Магнитное поле влияет на скорость химических реакций. У человека в организме 4-5 грамм железа. Существует наука магнитобиология – рассматривает воздействие на организм магнитного поля.

Частота биотоков в человеке – от 10 до 1000 Гц. Магнитное поле действует на токонесущие ткани с давлением 0,01 Па.

Модель самосогласованного поля или Кюри-Вейсса

Рассмотрим газ, состоящий из магнитных стрелок. Любая стрелка обладает спиновым магнитным моментом. Магнитный момент упорядочивается или устанавливается не только внешним полем , но и совокупным действием всех магнитных моментов. Образуется эффективное поле , где , - плотность магнитного момента.

Уравнение Кюри-Вейса:

- число атомов в единице объема, - плотность спонтанного магнитного момента, т.е. без поля. Из формулы следует, что при все магнитные моменты параллельны .

При повышении температуры падает и при .

Для ферромагнетик превращается в парамагнетик.

Свойства:

1. Существующее внутри поле пропорционально намагниченности.

2. влияет на T.

3. Магнитный момент падает с повышением температуры.

4. Магнитная восприимчивость повышается при приближении к и обращается в бесконечность в .

Гейзенберг и Френкель: магнитное упорядочение создает электростатическое взаимодействие электронов с соседними атомами. Взаимодействие рассматривается как кулоновское взаимодействие и как квантовое взаимодействие, которое определяется взаимным расположением спиновых магнитных моментов соседних атомов. Это обменное взаимодействие – два электрона соседних атомов все время меняются местами, с этим процессом связана обменная энергия, обменный интеграл:

.

При этом если >0 то минимум энергии будем иметь при сонаправленной ориентации спиновых моментов (ферромагнетики).

Состояние характеризуется тем, что тепловое движение стремится разрушить магнитный порядок. Возникают возбуждения, которые распространяются в виде волн – спиновые волны ферромагнетиков. При абсолютном нуле спиновая система полностью насыщена. Спиновым волнам соответствуют магноны. При повышении температуры некоторые спины под действием теплового движения начинают переворачиваться. Т.к. соседние спины связаны обменным взаимодействием, возникает волна или поток магнонов.

1. О бласть обратимых смещений доменов. Фазовое превращение пар жидкость, жидкость пар, жидкость твердое тело.

2. Необратимое смещение.

3. Переход. Изменение направления и установление моментов по полю в насыщении.

Магнитные свойства сверхпроводников

Сопротивление многих металлов (и их сплавов) при очень низких температурах, называемых критическими, характерных для каждого вещества, скачкообразно уменьшаются до 0, т.е. металл становится абсолютным проводником. Впервые это явление, названное сверхпроводимостью, обнаружено в 1911 году Г.Камрлинг-Оннесом для ртути.

Различные опыты приводят к выводу, что при переходе металла в сверхпроводящее состояние не изменяется структура его кристаллической решетки, не изменяются его механические и оптические свойства, однако при таком переходе качественно меняются его магнитные и тепловые свойства. Так, в отсутствии магнитного поля переход в сверхпроводящее состояние сопровождается скачкообразным изменением теплоемкости, а при переходе в сверхпроводящее состояние во внешнем магнитном поле скачком изменяются и теплопроводность, и теплоемкость. Достаточно сильное магнитное поле (а следовательно, и сильный электрический ток, протекающий по сверхпроводнику) разрушает сверхпроводящее состояние.

Как показала немецкий физик Мейсснер, в сверхпроводящем состоянии магнитное поле в толще сверхпроводника отсутствует. Это означает, что при охлаждении сверхпроводника ниже критической температуры магнитное поле из него вытесняется. (эффект Мейсснера).