0,где
0
= 410-7
генри/метр (Гн м-1). Напряженность магнитного поля - есть сила, действующая
на единичный положительный заряд: Явление магнетизма получило
название от свойства кусков железной руды - магнетита (Fe3+[Fe2+Fe3+]O4,
которые были обнаружены вблизи древнего города Магнезия. Все вещества - изоляторы,
полупроводники, металлы, -обладают магнитными свойствами. Эти вещества подразделяются
на ферромагнитные - (Fe, Co, Ni, …) - притягиваются к области сильного внешнего
магнитного поля); антиферромагнитные - (Dy, Ho, Er, … MnO, FeO, …) - отталкиваются
от области сильного внешнего магнитного поля); парамагнитные вещества - (Ti, V,
…) - притягиваются к области сильного внешнего магнитного поля, но гораздо слабее,
чем ферромагнетики); диамагнитные вещества - (Cu, Zn, ....) - слабо отталкиваются
от полюсов магнитного поля и выталкиваются в область слабого магнитного поля).
Магнетизм может быть понят только в рамках квантовой механики.
В рамках классических представлений магнитный момент системы в т.-д. равновесии
должен быть равен нулю даже во внешнем магнитном поле (теорема Бора - ван Левена).
Магнитные характеристики
Магнетизм свободного атома имеет 3 главных источника: спин электронов; их орбитальный момент; и изменение в орбитальном моменте, индуцированном внешним магнитным полем. Не подтвердившееся представление о неких магнитных зарядах (монополи Дирака не обнаружены до настоящего времени) оказалось, тем не менее, удобной абстракцией. В частности, по аналогии с кулоновским взаимодействием, силу взаимодействия двух магнитных зарядов m1 и m2 можно записать как
F = K m1m2/r2, | (12.1) |
где r - расстояние между зарядами, а K - постоянная, K = 1
в системе СГС и K = 1/40,
где 0
= 410-7
генри/метр (Гн м-1). Напряженность магнитного поля - есть сила, действующая
на единичный положительный заряд:
H=m0/r2, | (12.2) |
при этом сила действующая на заряд m в поле H,
F = mH. | (12.3) |
Магнитный момент диполя определяется как
| (12.4) |
где
l - вектор, связывающий точечные магнитные заряды m и -m.
На магнитный
дипольный момент, помещенный в однородное поле H, действует момент сил:
L = [H | (12.5) |
На магнитный момент, помещенный в неоднородное магнитное поле, действует
сила F = (
)H. (12.6)
Для материалов вводится понятие намагниченности (magnetization) М (иногда- I) - как отношение магнитного момента малого объема к этому объему
M = | (12.7) |
Коэффициент пропорциональности 
между М и Н называется магнитной восприимчивостью вещества (magnetic
susceptibility)
M = | (12.8) |
При нарушении линейной зависимости между М и Н:
| (12.9) |
В
общем случае
- тензор. Магнитная индукция В связана с намагниченностью соотношением
B = H + 4 | (12.10а) |
B
= | (12.10б) |
Коэффициент пропорциональности
между B и Н
B = | (12.11) |
называется магнитной проницаемостью (permeability). Из предыдущего следует
| (12.12) |
Характеристикой магнитного материала является кривая намагничения и петля гистерезиса.
Все вещества можно сгруппировать в 5 групп: 1) диамагнетики,
2) парамагнетики, 3) ферромагнетики, 4) ферримагнетики, 5) антиферромагнетики
Единицы измерений- [B] = Гс (СГС) = Тл(СИ), 1Тл = 104
Гс. Максимальное поле, достигнутое в лабораторных условиях = 100 Тл, обычное поле
в сверхпроводящих катушках - 10 Тл, магнитное поле Земли ~50 мкТл = 0.5 Гс.
Типичное поле э/магнита с Fe-сердечником - ~1 Тл.
| На главную сайта Dvoika.net |
V.