22)Магнітне поле в речовині

Всі речовини складаються з атомів, в яких по замкнених траєкторіях рухаються електрони. Орбітальний рух електрона можна розглядати як коловий струм (мікрострум) з магнітним моментом

– частота обертання електрона, r – радіус орбіти, – одиничний вектор позитивної нормалі до площини орбіти. Магнітний момент атома дорівнює векторній сумі магнітних моментів усіх його електронів (магнітним моментом ядра можна знехтувати):

В залежності від наявності чи відсутності (рівності нулю) магнітного моменту, всі атоми поділяються на діамагнітні, для яких і парамагнітні, для яких .

Будь-яка речовина, як система атомів, в зовнішньому магнітному полі намагнічується, тобто набуває магнітного моменту. Для кількісного опису цього явища вводять вектор намагніченості

– фізичну величину, що дорівнює магнітному моменту одиниці об’єму магнетика: .(4.50)

Встановлено, що вектор намагніченості пропорційний до вектора напруженості намагнічуючого поля: , (4.51)

де безрозмірний коефіцієнт пропорційності  називається магнітною сприйнятливістю речовини.

Таким чином, магнітне поле в речовині складається з зовнішнього (намагнічуючого) поля , створеного макрострумами, і власного поля , створеного мікрострумами. В діамагнітних речовинах власне поле напрямлене проти зовнішнього, а в парамагнітних – напрямки зовнішнього і власного полів співпадають. За принципом суперпозиції магнітна індукція поля в речовині

Б езрозмірна величина називається магнітною проникністю речовини. Тоді остаточно запишемо

(4.52)

23. Фізичні основи принципу запису на магнітний носій та читання з нього.

В основі магнітного запису лежить явище зберігання залишкової намагніченості феромагнітного робочого шару. Магнітний запис перетворює інформацію, закладену в якусь часову функцію F₁(t), в інформацію зафіксовану на магнітному носієві у вигляді функції, залежної від координат, в найпростішому випадку від однієї координати F₂(х). Зазвичай функція F₁(t) задається у вигляді змінного в часі струму i(t). Цей струм протікає через прилад, який називається головкою магнітного запису, а точніше через її обмотку. Найпростіша головка запису представлена на рис. 1.2.

Рис. 1.2.

Осердя такої головки повинне бути виготовленим з феромагнетику з якомога вужчою петлею гістерезису (наприклад, м’якого заліза). На осердя одягнена котушка. В обчислювальних машинах струм не є неперервний, а подається на котушку у вигляді коротких імпульсів. В котушці виникає магнітний потік Ф(t), який поширюється по осердю і попадає в його щілину – зазор між торцями осердя. Цієї частини осердя торкається рухомий робочий феромагнітний шар носія, що рухається з деякою швидкістю  відносно головки. Струм i(t), що протікає по обмотці, створює змінне магнітне поле з індукцією В(t), яка, при умові вузькості петлі гістерезису матеріалу осердя, достатньо точно повторює закон зміни струму i(t). Магнітне поле, розсіюючись в зазорі осердя, проникає всередину феромагнітного робочого шару, намагнічуючи його. Величина і напрямок вектора залишкової намагніченості М залежать від координати х і представляє функцію F₂(х), що несе записану інформацію. Оскільки х=t, то умовою неспотвореної інформації є: , (1) де , β, γ – постійні коефіцієнти.

Очевидно, що умова (1) може бути виконана лише приблизно із-за складного гістерезисного характеру кривої намагнічення робочого шару.

Для відтворення інформації магнітного запису служить головка читання, яка, якщо не вдаватися в деталі, аналогічна головці запису (див. рис.1.3).

Рис. 1.3.

При проходженні феромагнітного робочого шару, намагніченого за законом F₂(t), біля зазору головки читання зі швидкістю  потік магнітної індукції Ф, що пронизує обмотку котушки, змінюється в першому наближенні за законом , де k – постійний коефіцієнт пропорційності. Згідно з законом Фарадея в котушці головки виникає електрорушійна сила (е. р. с.) індукції ε_і: , при чому кожному відтвореному імпульсу відповідає два імпульси ε_і(t) різної полярності. Індукційний струм котушки і_і(t), що відповідає прямокутним імпульсам ε_і(t), визначається наступними формулами:

1. за переднім фронтом імпульсу: ;

2. за заднім фронтом (спадом) імпульсу: .

За геометрією носія магнітна пам’ять поділяється на: пам’ять на магнітній дротині; пам’ять на магнітній стрічці (стрімер); феритова пам’ять; пам’ять на магнітних дисках.