4. Закрепление пройденного материала:

1. Работа со справочником.

2. Решение задач:

Задача 1: Р.№ 842

Задача 2: Р.№ 844

5. Демонстрации: видеофрагмент «магнитные явления».

6.Домашнее задание: М.Б. §6; упр.1 №4;

подготовиться к тестированию.

М. §4.9, 4.10; Р.№ 838 – 840.

Урок 6/6. Магнитные свойства вещества.

1. Организационный момент:

1. Отчет консультантов о готовности

класса к работе.

2. Проверка домашнего задания:

1. Фронтальный опрос.

2. Анализ решения задач ????

3. Основной материал: (презентация с

конспектированием)

1). Магнитная проницаемость –

характеристика магнитных свойств

вещества:

, где - вектор магнитной индукции в однородной среде;

- вектор магнитной индукции в вакууме.

Магнитная проницаемость - характеристика магнитных свойств вещества,

определяющаяся в однородных телах

тношениеива только для однородной среды) вакууме.00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000отношением магнитной индукции в данной среде к магнитной индукции в вакууме.

из (1) => (2) (справедлива только для однородной среды)

При внесении в катушку железного сердечника магнитная

индукция увеличивается в µ раз (согласно формуле (2)).

При размыкании цепи, питающей катушку, во вторичной цепи

индукционный ток увеличивается в µ раз.

2). Три класса магнитных веществ:

а) ферромагнетики:(µ>>1 – до 10⁵)

Z.B. железо, кобальт, никель, сталь:µ=8000

Ферромагнетики –

вещества с большой

магнитной

проницаемостью (µ>>1),

значительно увеличивающие внешнее

магнитное поле и долгое время сохраняющие намагниченность. (больше всего проявляется у железа – «ферум» => название ферромагнетики)

Свойства: 1) остаточная намагниченность

(без внешнего намагничивающего поля);

2) при нагревании до высокой

температуры ферромагнитные свойства

исчезают.

П рирода ферромагнетизма: Ферромагнетизм определяется собственным вращательным движением электронов – спином (spin – вращение). Электрические взаимодействия квантового происхождения ориентируют спины в одном направлении, если энергия теплового движения меньше энергии взаимодействия (температура ниже точки Кюри).

Области самопроизвольного намагничивания называют доменами.

1) в доменах индукции магнитных полей имеют разные направления и поэтому поля

взаимно компенсируются;

2) при внесении во внешнее магнитное поле происходит смещение границ отдельных доменов, так что объем доменов, ориентированных по внешнему полю. увеличивается;

3) при значении индукции внешнего поля

В₀ В_0S смещение границ доменов

достигает max , т.к. все домены ориентированы вдоль индукции внешнего поля.

С увеличением индукции внешнего магнитного поля прекращается возрастание магнитной индукции в ферромагнитном образце – явление магнитного насыщения.

И змерение магнитной индукции в зазоре

тороида изготовленного из размагниченного

ф ерромагнетика обмотанного проводником, в котором

меняется сила тока:

1. OS – увеличение индукции магнитного поля В вместе с индукцией намагничивающего поля В₀;

2. при дальнейшем увеличении намагничивающего поля В₀ индукция поля в ферромагнетике В_0S остается постоянной В_S – намагниченность насыщения;

3. при уменьшении силы тока в обмотке

уменьшается индукция намагничивания, что влечет уменьшение индукции поля в ферромагнетике (В в процессе размагничивания > В в процессе

намагничивания)

4. когда I=0 исчезает намагничивающее поле,

но сердечник сохраняет остаточную

намагниченность В_r

5. при пропускании тока противоположного

направления создается магнитное поле с противоположно направленной индукцией (- В_0С);

6. значение В_0С, при котором сердечник

размагничивается, называется коэрцитивной (задерживающей) силой;

7. при дальнейшем увеличении I процесс

намагничивания повторяется до насыщения;

8. если повторить процесс размагничивания,

то на графике получим замкнутую петлю – петлю гистерезиса.

Магнитный гистерезис (hysteresis – отставание) - зависимость процесса намагниченности от предыдущей истории намагничивания.

Материалы с малой

коэрцитивной силой

называются «магнито –

мягкими» (для

изготовления сердечников

электромагнитов, трансформаторов, машин постоянного и переменного тока (генераторов, двигателей)).

М атериалы с большой

коэрцитивной силой,

которые трудно

размагнитить

называются «магнито – жесткими» (для изготовления постоянных магнитов).

Ферромагнитных свойств ясна причина –

Непарный электрон в них виноват:

Все атомы по направлению спина,

Глядящего вперёд или назад,

Построены, как войско на парад.

Во внешнем поле, разрушая стены,

Сливаются соседние домены.

Так создаёт гармонию Вселенной

Ничтожных сил суммарный результат.

Дж. Апдайк

Ферриты – ферромагниты не проводящие электрический ток (магнитный железняк, соединения оксидов железа с оксидами других веществ)(магнитные изоляторы).

Точка Кюри - температура, при которой вещество теряет ферромагнитные свойства (размагничивается) за счет энергии тепловых колебаний атомов в кристалле и становятся парамагнетиками.

ZB: У железа 770 ºС, у кобальта 1130 ºС, у никеля 356 ºС.

Эксперимент: Лезвие бритвы при комнатной температуре притягивается к магниту;

При нагревании в пламени горелки отпадает от магнита (размагничивается);

После охлаждения его ферромагнитные свойства восстанавливаются.

(магнито – твердый материал может стать магнито – мягким за счет изменения структуры кристаллической решетки и упругих свойств вещества).

б) парамагнетики:(µ 1)

Z.B. натрий, кислород, алюминий, калий, марганец, платина, электролиты.

Парамагнетики – вещества с магнитной

проницаемостью µ >1, слабо намагничивающиеся в направлении индукции внешнего магнитного поля ( ).

(ведут себя подобно железу, т.е. втягиваются в магнитное поле).

Свойства: 1) не создают собственного

магнитного поля без внешнего

намагничивающего поля;

2) при нагревании магнитная

проницаемость уменьшается.

П рирода парамагнетизма: Парамагнетизм обусловлен ориентацией элементарных (молекулярных) токов в магнитном поле, при которой вектор индукции орбитального магнитного поля ( ) атома сонаправлен индукции внешнего поля( ).

в) диамагнетики:(µ 1)

Z.B. цинк, висмут, сера, ртуть, медь, хлор,

инертные газы, пламя свечи (за счет

углекислого газа).

Диамагнетики – вещества с магнитной

проницаемостью µ < 1, слабо намагничивающиеся в направлении, противоположном индукции

намагничивающего поля, т. е. они ослабляю

внешнее магнитное поле ( ).

(выталкиваются из магнитного поля)

Свойства: 1) магнитная проницаемость не

зависит от индукции

намагничивающего поля и при

вынесении из внешнего

магнитного поля полностью

размагничиваются;

2) магнитная проницаемость не

зависит от температуры.

Природа диамагнетизма: Диамагнетизм вызван появлением индукционных токов в атомах или молекулах, при которой вектор индукции орбитального магнитного поля атома ( ) направлен против индукции внешнего поля ( ).

( при отсутствии внешнего магнитного поля атомы (молекулы) не имеют собственного

магнитного поля)