Изучение явления гистерезиса ферромагнитных материалов. Балабина Г.В - 1 стр.

         Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

                         Г.В. Балабина, А.Н. Козлов, А.И. Савельева


               ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ГИСТЕРЕЗИСА ФЕРРОМАГНИТНЫХ
                               МАТЕРИАЛОВ


        Методические указания к лабораторной работе Э-8 по курсу общей физики

                                 Издательство МГТУ, 1992

     В методических указаниях рассмотрены магнитные свойства вещества, даны рекомен-
     дации по исследованию гистерезиса ферромагнетиков с помощью осциллографа и бал-
     листического гальванометра (метод Столетова). Для студентов 1-го и 2-го курсов.

Цель работы - изучение магнитных свойств вещества, исследование процесса намагничивания
ферромагнетиков с помощью осциллографа и баллистического гальванометра (метод Столетова).

                               ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Все вещества в природе обладают магнитными свойствами, т.е. определенным образом реа-
гируют на внешнее магнитное поле. Главным из этих свойств является их намагничивание.
Намагничиванием называется явление возникновения в веществе объемного макроскопиче-
ского магнитного момента. Вещества, способные намагничиваться, называются магнетика-
ми. Большинство веществ при внесении во внешнее магнитное поле намагничивается слабо.
Только ферромагнетики являются сильномагнитными материалами.
Как всякое макроскопическое явление, намагничивание имеет свою микроскопическую при-
роду. Существуют различные механизмы намагничивания. В каждом случае намагничен-
ность обусловлена магнитными моментами молекул вещества, которые складываются:
                                          !
1) из электронных орбитальных моментов p0 ;
                                                     !
2) из электронных спиновых (собственных) моментов p S ;
                        !
3) из ядерных моментов p .
                                                 !
Электронным орбитальным магнитным моментом p 0 обладает электрон, движущийся во-
                                    круг ядра атома (рис. 1 - простейшая модель атома Бо-
                                    ра). Такой электрон подобен круговому току I= eν ,
                    p0              имеющему магнитный момент
                                                     !      !          !
                                                     p0 = ISn = eνπr 2 n
                                     где е - заряд электрона; ν- частота вращения; S и r -
                                     площадь и радиус круговой орбиты соответственно;
 V                                    !
                                     n - единичная положительная нормаль к плоскости ор-
           e                    I    биты.
                                     Вращающийся вокруг ядра электрон обладает момен-
                   L0                том количества движения
                Рис. 1
                                                     L0 = m v r = 2πmνr2
                                   где т - масса электрона.
                                   В соответствии с постулатом Бора, значение момента,
должно быть кратным ħ (ħ= h/2π=1,05⋅10-34 Дж⋅с - приведенная постоянная Планка), т.е.
2πmνr2 = nħ где n - целое число (n=1,2,3,...).