Магнитная индукция в ферромагнетиках. Козлов В.И. - 2 стр.

                                                   3


                             Лабораторная работа 16
                              (с микровеберметром Ф18)

                   Магнитная индукция в ферромагнетиках.

                                              Введение.

          1. Общее свойство ферромагнетиков.

    Ферромагнетики отличаются от других магнитных веществ (пара- и диамагнетиков)
тем, что магнитная индукция в них обычно во много раз превышает магнитную индукцию
в вакууме. Если ферромагнетик поместить в магнитное поле     , то индукция    в нем
                                                                                 
                                                                          H       B


будет выражаться соотношением
                                                       
                                               B = µµ 0 H
                                                                                          (1)

где  µ0
         - магнитная постоянная (   =4π ⋅ 10-7 Гн/м), а относительная проницаемость
                                      µ   0




вещества    >>1.
               µ



      Правую часть соотношения (1) можно записать в виде суммы двух членов, один из
которых соответствует магнитной индукции, создаваемой полем       в вакууме, а другой
                                                                              
                                                                              H


описывает магнитную индукцию в магнетике, обусловленную его намагничением       :     
                                                                                      I




                                                           
                                               B = µ0 H + µ0 I
                                                                 .                        (2)

   Что же такое намагничение или магнитный момент                 
                                                                  I   ?

          2. Природа элементарных носителей магнетизма.

   В любом веществе элементарными носителями магнетизма являются электроны и ядра
атомов. С движением электрона по орбите вокруг ядра можно связать так называемый
орбитальный магнитный момент электрона. Величину этого момента можно оценить,
рассматривая круговой ток, создаваемый движением электрона по орбите. Но электрон,
как показали эксперименты, обладает еще так называемым собственным, или спиновым
магнитным моментом.
   Магнитный момент ядра примерно в 2⋅ 103 раз меньше собственного и орбитального
магнитных моментов электрона. Поэтому при рассмотрении магнитных свойств веществ
им обычно пренебрегают. Таким образом, магнитные свойства вещества определяются в
основном собственным и орбитальным магнитными моментами электронов.
      Магнетомеханические опыты (эффект Эйнштейна и де Гааза, эффект Барнетта)
показали, что в намагничивании ферромагнетиков орбитальные магнитные моменты
практически не принимают участия и что внешнее поле влияет главным образом на
ориентацию собственных магнитных моментов электронов.

          1.   Строение атома ферромагнетика.

   Посмотрим теперь, как устроен атом ферромагнетика, например, железа. В атоме
железа - 26 электронов, которые образуют четыре оболочки. Первая, самая внутренняя
оболочка, содержит два электрона (1s-электроны), вторая – восемь (2s- и 3p-электроны),
третья – четырнадцать (3s- 3p- и 3d-электроны) и последняя – два (4s-электроны). При