Магнітне поле в речовині
Повторення
 |
Мал. 1
Парамагнетик (1) і
діамагнетик (2) в неоднорідному магнітному полі.
|
У всіх тілах, що
знаходяться в магнітному полі, виникає результуючий магнітний момент. Це явище
називають намагнічуванням, а відповідне тіло – магнетиком.
Магнітне поле в
магнетику складається з двох частин: поля макрострумів, що течуть по
провідниках, з індукцією
В0
= μ0Н
і власного поля В´,
створеного мікрострумами середовища. Індукція результуючого магнітного поля в
магнетику
В = В0
+ В´.
В молекулах речовини
циркулюють замкнені струми; кожен такий струм має магнітний момент; у
відсутності зовнішнього магнітного поля молекулярні струми, внаслідок теплового
руху молекул, орієнтовані хаотично і створене ними середнє поле дорівнює нулю.
У зовнішньому полі магнітні моменти молекул орієнтуються переважно вздовж
напрямку В0 ( в деяких
речовинах, так званих діамагнетиках,– проти зовнішнього поля), внаслідок чого
речовина намагнічується. Кількісною характеристикою намагнічування речовини є
вектор намагнічування (J), рівний векторній сумі магнітних моментів Pmi
усіх молекул в одиниці об’єму речовини:
Вектор намагнічування
пропорційний напруженості магнітного поля:
J =χH.
Коефіцієнт
пропорційності χ називається магнітною сприйнятливістю; це безрозмірна
величина, що залежить від природи магнетика.
Величини B, H, J, а
також μ і χ зв’язані між собою:
Крива залежності В=B(Во)
називається кривою намагнічування.
- Речовини, для яких χ > 0, μ > 0, називаються парамагнетиками (O2;NO;MnO; FeCl2).
- Речовини, для яких χ < 0, μ < 0, називаються діамагнетиками (H2;N2; Zn;Cu;Au; He; Аr; Сr; Ne).
- Речовини, для яких μ >> 0, називаються феромагнетиками (Fe; Со; Ni).
Феромагнетики
відрізняються від парамагнетиків і діамагнетиків рядом властивостей:
а) крива намагнічування феромагнетика має складний характер (мал. 2), тоді як для парамагнетиків вона являє собою пряму з додатнім кутовим коефіцієнтом, а для діамагнетиків – пряму з від’ємним кутовим коефіцієнтом;
б) магнітна проникність μ феромагнетиків залежить від напруженості поля; у діа- і парамагнетиків – не залежить;
в) розмагнічений феромагнетик намагнічується зовнішнім магнітним полем; залежність В=В(Во) виражається кривою (мал. 3). При зменшенні Во до нуля В(Во) має місце відставання зміни індукції феромагнетика від зміни індукції зовнішнього поля. Це явище називається магнітним гістерезисом. Магнітна індукція, що зберігається в феромагнетику після зникнення зовнішнього поля (коли Во =0), називається залишковою магнітною індукцією (Вr). Щоб розмагнітити феромагнетик, треба зняти залишкову індукцію; для цього потрібно створити поле протилежного напрямку.
 |
Мал. 2
Залежність магнітної
проникності феромагнетика від індукції зовнішнього магнітного поля.
|
 |
Мал. 3
Петля гістерезису феромагнетика.
|
Властивості
феромагнетиків пояснюються наявністю в них областей спонтанної намагніченості –
доменів. Розташування магнітних моментів доменів у відсутності зовнішнього поля
– хаотичне, тому і сумарна намагніченість дорівнює нулю. В зовнішньому полі
магнітні моменти доменів повертаються вздовж поля і феромагнетик
намагнічується.
Магнітний потік
Повторення
 |
| Мал. 4 Магнітний потік через замкнутий контур. |
Магнітним потоком
через деяку площадку dS називається скалярна фізична величина, що дорівнює:
В системі СІ
магнітний потік вимірюють у веберах (Вб).
Магнітний потік, рівний 1 Вб, створюється магнітним полем з індукцією 1 Тл, яке пронизує по напряму нормалі плаский контур площею 1 м2:
|
1 Вб = 1 Тл · 1 м2.
|
