December 05 2016 16:35:13
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
ВЕЩЕСТВО В МАГНИТНОМ ПОЛЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМДо сих пор

До сих пор мы рассматривали свойства магнитного поля в вакууме, то есть предполагали, что проводники с током, являющиеся источниками поля не окружены какой-либо средой. Опыт показывает, что любое вещество оказывает влияние на магнитное поле. Согласно гипотезе, выдвинутой Ампером, в любом веществе циркулируют замкнутые микроскопические токи. Каждый микроток представляет собой замкнутый контур с током и обладает магнитным моментом, способным поворачиваться во внешнем магнитном поле. Согласованный поворот магнитных моментов микротоков во внешнем магнитном поле называют намагничиванием вещества. В результате намагничивания собственное магнитное поле ориентированных микротоков суммируется с внешним магнитным полем и результирующее поле в веществе отличается от поля в вакууме. Позднее, в ходе развития представлений об атомно-молекулярном строении вещества, гипотеза Ампера была подтверждена.

Электроны, входящие в состав атомов, находятся в состоянии непрерывного движения. Это движение можно упрощенно представить как движение по круговой орбите, и с этим вращением электрона можно связать непрерывный круговой ток, создающий орбитальный магнитный момент электрона. Кроме того самому электрону присуще некоторое внутреннее вращение, создающее собственный (спиновый) магнитный момент. Магнитные моменты всех электронов, входящих в состав атома или молекулы, суммируются. В зависимости от строения атома (молекулы) результирующий магнитный момент всех электронов может быть равен нулю или отличен от нуля. В первом случае вещество называют диамагнетиком, во втором - парамагнетиком.

В диамагнетике, помещенном во внешнее магнитное поле, к орбитальному движению электронов добавляется дополнительное вращательное движение плоскости орбиты электронов, называемое прецессией (прецессию можно наблюдать при вращении волчка, ось которого наклонена к вертикали). Это дополнительное вращение электронов вследствие прецессии тоже эквивалентно некоторому круговому микротоку, создающему магнитный момент. Магнитный момент прецессирующего электрона всегда ориентирован противоположно направлению магнитного поля. Это приводит к некоторому ослаблению внешнего магнитного поля в диамагнетике.  К диамагнетикам относится углерод, органические вещества, многие металлы.

У парамагнетиков атомы (молекулы) обладают собственным магнитным моментом даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Этот магнитный момент является суммарным моментом всех электронов, входящих в состав атома или молекулы. Вследствие теплового движения молекул, их магнитные моменты оказываются ориентированы хаотично, в результате чего суммарный магнитный момент всех молекул в любом макрообъеме равен нулю. Если приложить внешнее магнитное поле, устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов молекул вдоль линий поля, то есть происходит намагничивание вещества. Собственное поле намагниченного вещества совпадает по направлению с внешним полем и усиливает его.  Намагничивание сохраняется только в присутствии внешнего поля. Если внешнее поле убрать, тепловое движение вновь нарушит ориентацию магнитных моментов молекул, и намагничивание исчезнет. К парамагнетикам относятся редкоземельные элементы.  Все парамагнетики проявляют также и диамагнитные свойства, но описанный парамагнитный эффект оказывается у них более сильным, чем диамагнитный.

Итак, мы установили, что в результате намагничивания вещества во внешнем магнитном поле вектор магнитной индукции В в веществе оказывается зависящим от магнитных свойств вещества, и в разных веществах (при прочих равных условиях) вектор В окажется различным. Часть поля В создается внешними источниками (проводниками с токами), а часть – магнитными моментами электронов в атомах вещества. Чтобы охарактеризовать магнитное поле, обусловленное только внешними источниками, то есть проводниками с током, вводят еще одну характеристику магнитного поля, называемую вектором напряженности магнитного поля Н. Этот вектор связан с вектором магнитной индукции В соотношением

                         В = m0mН,                          (3.21)

где m - магнитная проницаемость среды. Безразмерная величина m показывает, во сколько раз внешнее магнитное поле проводников с током (будем называть их макротоками) усиливается в среде за счет полей микротоков в молекулах среды. Введенный таким образом вектор Н описывает только магнитные поля макротоков. Величина m для диа- и парамагнетиков близка к единице и не зависит от величины Н. Диа- и парамагнетики называют слабомагнитными веществами.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 4,195,151 уникальных посетителей