Uploaded by steeplygirl

Магнитные свойства веществ

advertisement
Магнитные свойства веществ
Все вещества в природе являются магнетиками, т.е. они обладают
определенными магнитными свойствами и определенным образом
взаимодействуют с внешниммагнитным полем.
Чтобы понять магнитные свойства различных веществ и в частности
материалов, из которых изготавливаются сердечники электромагнитных
элементов, необходимо знать строение атомов и кристаллов твердых тел.
Изучение свойств электрических частиц показывает, что в основном магнитные
свойства атома определяются магнитными свойствами электронов. Магнетизм
других частиц относительно мал (например, магнитный момент атомного ядра в
1000 раз меньше магнитного момента электронной оболочки атома).
Как известно, атом любого вещества состоит из ядра и электронов,
вращающихся вокруг ядра по орбитам (рисунок 6). Каждый движущийся
электрон (носитель заряда) может быть представлен некоторым круговым
контуром с током. Этот круговой ток создает орбитальный магнитный момент:
m = i·S [А·м2],
где i – сила тока электрона, S – площадь орбиты, обтекаемой током.
Кроме того, при движении по орбите каждый электрон обладает свойством,
близким к свойствам заряженного тела, вращающегося вокруг своей оси.
Следовательно, каждый электрон обладает спиновым магнитным моментом.
Суммарный собственный магнитный момент атома определяется векторной
суммой орбитальных и спиновых моментов электронов, с учетом их
направления.
Если на атом воздействует внешнее магнитное поле Н, то возникает прецессия
орбит электронов (некоторое вращение орбит) вокруг вектора этого поля, что
эквивалентно некоторому дополнительному вращению электронов, которое
создает дополнительный магнитный момент mд.
По правилу Ленца этот магнитный момент всегда направлен против внешнего
поля и стремится ослабить его.
Результирующий магнитный момент единицы объема вещества называют
намагниченностью вещества.
J = Σ m/v,
где Σ m – суммарный момент атомов, занимающих объем V.
Единица СИ намагниченности [J] = ампер / метр (А/м).
Магнитный момент атома
Природа диамагнетизма.
В чистом виде диамагнетизм встречается у веществ, результирующий
магнитный момент которых равен нулю, т.е. магнитные моменты всех атомов
скомпенсированы.
Диамагнетизм обусловлен стремлением электрических зарядов экранировать
внутреннюю часть объема тела от действия внешнего магнитного поля и
возникает вследствие изменения орбитального движения электронов под
действием поля.
Классификация магнетиков
Все существующие в природе вещества по своим магнитным свойствам
подразделяются на пять видов магнетиков: диамагнетики, парамагнетики,
ферромагнетики, антиферромагнетики и ферримагнетики (ферриты).
В связи с тем что магнитную активность проявляют все вещества без
исключения, можно утверждать, что магнитные свойства веществ
определяются элементарными частицами, входящими в состав каждого атома.
Магнитная восприимчивость и проницаемость
Магнитная восприимчивость-это безразмерная константа пропорциональности,
указывающая степень намагниченности материала в ответ на приложенное
магнитное поле. Родственным термином является намагничиваемость,
соотношение между магнитным моментом и плотностью магнитного потока.
Тесно связанным параметром является проницаемость, которая выражает
общую намагниченность материала и объема.
найдено на translate.yandex.ru
Магни́тная проница́емость — физическая величина, коэффициент (зависящий
от свойств среды), характеризующий связь между магнитной индукцией B и
напряжённостью магнитного поля H в веществе. Для разных сред этот
коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости
конкретной среды (подразумевая её состав, состояние, температуру и т. д.).
Download