Магнитное поле в веществе. Вектор намагничения. Теорема о циркуляции вектора намагничения.

Магнетик - любое вещество, способное приобретать магнит­ный момент (намагничиваться) под действием внешнего магнит­ного поля. Все вещества могут быть разделены на две группы: слабомагнитные (диа- и парамагнетики) и сильномагнитные (ферромагнетики).

Диамагнетики (например Ag, Au и большинство органических соединений) – вещества, молекулы которых не обладают магнитным моментом. Во внешнем магнитном поле в диамагнетиках индуцируются элементарные круговые токи (магнитные моменты), которые создают собственное или внутреннее магнитное поле. Собственное индуцированное магнитное поле при этом ослабляет внешнее ( < 1,0).

Парамагнетики (например Pt, Al, редкоземельные элемен­ты) - вещества, молекулы которых обладают магнитным момен­том. В связи с тепловым движением молекул суммарный магнит­ный момент равен нулю. Во внешнем магнитном поле внутри па­рамагнетика устанавливается преимущественная ориентация маг­нитных моментов по полю. Собственное магнитное поле усилива­ет внешнее ( >1.0).

Ферромагнетики (например Fе. Со, Ni и их сплавы) - ве­щества, обладающие спонтанной намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля. Постоянные магниты - пример типич­ных ферромагнетиков ( >> 1.0).

Вектор намагничивания (намагниченность) J магнетика - это векторная физическая величина, определяемая магнитным мо­ментом единицы объема магнетика: , где - сумма магнитных моментов всех молекул, заключен­ных в объеме .

Теорема о циркуляции вектора намагничивания: .

Вектор напряженности магнитного поля. Теорема и циркуляции вектора напряженности.

Напряженность магнитного поля - векторная физическая величина, характеризующая магнитное поле в веществе, и может быть представлена соотношением векторных величин: , где - вектор индукции внешнего магнитного паля. - вектор намагничивания.

Для диа- и парамагнетиков связь между векторами имеет линейный характер: , где - магнитная восприимчивость вещества.

Для ферромагнетиков она является функцией , поэтому намагниченность является неоднозначной функцией напряженности магнитного поля.

Магнитная восприимчивость вещества – безразмерная физическая величина, характеризующая способность веществ к намагничиванию. Для диамагнетиков величина <0, для пара­магнетиков >0. Для ферромагнетиков >>0 и достигает очень больших значений.

Т.о. . Отсюда следует связь между векторами : , где = (1 + ) - магнитная проницаемость среды, которая для диамагнетиков меньше единицы, для парамагнетиков больше еди­ницы, а для ферромагнетиков имеет аномально высокое значение.

Теорема о циркуляции вектора : циркуляция вектора на­пряженности магнитного поля по любому замкнутому конту­ру L равна алгебраической сумма токов проводимости, охвачен­ных этим контуром: .