32.Напряженность магнитного поля. Магнитная восприимчивость и магнитная проницаемость. Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля в интегральной и дифференциальной формах.

Напряжённость магнитного поля — это векторная величина, равная разности вектора магнитной индукции B и вектора намагниченности J.

В СИ: , где μ0 - магнитная постоянная

В СГС:

В системе СГС напряжённость магнитного поля измеряется в Эрстедах (Э), в системе СИ — в амперах на метр (L-1I). В технике Эрстед постепенно вытесняется единицей СИ — ампером на метр, 1 Э = 1000/(4π) А/м = 79,5775 А/м.

Магнитная восприимчивость

Магнитная восприимчивость определяется отношением намагниченности единицы объёма вещества к напряжённости намагничивающего магнитного поля. По своему смыслу восприимчивость является величиной безразмерной. Иногда полезно ввести понятие удельной магнитной восприимчивостью, равной восприимчивости единицы массы вещества. В СИ удельная восприимчивость измеряется в обратных килограммах (кг−1). Аналогично, молярная магнитная восприимчивость определяется как восприимчивость одного моля вещества и измеряется в обратных молях (моль−1).

Магнитная проницаемость

Магнитная проницаемость — физическая величина, характеризующая связь между магнитной индукцией B и напряжённостью магнитного поля H в веществе. В общем случае зависит как от свойств вещества, так и от величины и направления магнитного поля.

Обычно обозначается греческой буквой μ. Может быть как скаляром (у изотропных веществ), так и тензором (у анизотропных). В общем виде вводится следующим образом: . Для изотропных веществ справедливо: . В системе СГС магнитная проницаемость — безразмерная величина, в системе СИ вводят как размерную (абсолютную), так и безразмерную (относительную) магнитные проницаемости: . где μr — относительная, а μ — абсолютная проницаемость, μ0 — магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума).

Теорема о циркуляции напряженности магнитного поля

Д оказанная теоpема о циpкуляции относится к любому случаю магнитного поля пpи условии, если оно создано постоянными токами. Она выполняется и пpи наличии магнетика, в котоpом в пpисутствиии внешнего поля возникают связанные токи. В этом случае в пpавую часть уpавнения для циpкуляции вектоpа В должны войти как свободные, так и связанные токи. Рассмотpим такой случай. Пусть пpоводник с током помещен в магнетик (pис. 3.30). Магнетик может быть неодноpодным и иметь гpаницы (мы pассматpиваем общий случай). Циpкуляция вектоpа индукции магнитного поля по контуpу L пpопоpциональна сумме токов, сцепленных с контуpом. Кpоме тока J нужно учесть связанные токи молекул магнетика. Молекулы мы уподобляем магнитным диполям. Только часть диполей-молекул нанизаны на контуp. Эти диполи как бы обpазуют некую тpубку, по повеpхности котоpой течет ток. Уpавнение для циpкуляции вектоpа В будет иметь вид:

Втоpой член спpава пpедставляет собой связанный ток, сцепленный с контуpом. Его можно пpедставить в виде некотоpого интегpала.

34) Магнитомеханические явления.

Магнитный момент создаваемого эл-ном тока(вращение можно принять как

ток) равен Pm = IS (S - площадь орбиты) Pm = eVr/2; Момент обусловлен

движением эл-на по орбите, вледствие чего назыв. орбитальным моментом эл-

на. Направление вектора Pm образует с направлением движения эл-на

левовинтовую систему. Движущийся по орбите электрон обладает моментом

импульса M = mVr. Вектром М назыв. орбитальным механ. моментом эл-на. Он

образует с направлением движения эл-на правовинтовую систему. Следовательно

направления векторов Pm и M противоположны. Отношение магнитного момента

элементарной частицы к её механ. моменту назыв. магнитомеханическим

отношением. Для эл-на оно равно : Pm/M = - e/2m. Вследствие вращения вокруг

ядра эл-н оказывается подобным волчку. Это обстоятельство лежит в основе

так называемых магнитомеханических явлений, заключающихся в том, что

намагничивание магнетика приводит к его вращению и, наоборот, вращение

магнетика вызывает его намагничивание.

Опыт Энштейна-Де Хааса.

если намагнититьстержень из магнетика, то магнитные моменты электронов установятся понаправлению поля, а механич. моменты - против. В результате суммарный

механический момент эл-нов станет отличным от нуля. Момент импульса системы

стержень-электроны должен остаться без изменений. Поэтому стержень

преобретает момент импульса и следовательно приходит во вращение. Изменение

направления намагниченности приведет к изменению направления вращения

стержня. Опыт Эйнштейна и де Хааза осуществлялся следующим образом : тонкий

железный стержень подвешивали на упругой нити и помещали внутрь соленоида.

Закручивание нити при намагничивании стержня постоянным м.п. получалось

весьма малым. Для усиления эффекта был применен метод резонанса - соленоид

питался переменным током, частота к-рого подбиралась равной собственной

частоте механич. колебаний системы.

Магнето́н Бо́ра — единица элементарного магнитного момента.

Данная величина названа в честь Нильса Бора.

Магнетон Бора определяется как (или из учебника M(мю)= eh/4Пm=9,27*10вминус24 А*м вквадрате)

(на всякий случай магн. момент это - основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества.

В случае плоского контура с электрическим током магнитный момент вычисляется как

, где I — сила тока в контуре, S — площадь контура, — единичный вектор нормали к плоскости контура. Направление магнитного момента обычно находится по правилу буравчика, Для произвольного замкнутого контура магнитный момент находится из:, где — радиус-вектор, проведенный из начала координат до элемента длины контура

В общем случае произвольного распределения токов в среде:

, где — плотность тока в элементе объёма dV.)

Гиромагни́тное отноше́ние (магнитомехани́ческое отноше́ние) — отношение дипольного магнитного момента элементарной частицы (или системы элементарных частиц) к её механическому моменту. Г= Р/L(маленькое) (P- магн момент,L- механич момент)