Курс общей физики. Лазарев А.П - 49 стр.

UptoLike

Рубрика: 

49
В ферромагнетиках особенно сильно взаимодействие магнитных
моментов атомов между собой . В результате ниже определенной
температуры (она называется точкой Кюри ферромагнетика) магнитные
моменты атомов уже в отсутствии внешнего магнитного поля принимают
упорядоченную ориентацию , которая сохраняется одинаковой в пределах
макроскопических областей , называемых доменами. Однако ориентация
магнитных моментов отлична друг от друга , и ферромагнетик в целом не
обладает магнитным моментом . Во внешнем магнитном поле за счет
движения границ доменов происходит преимущественный рост тех
доменов, которые своим магнитным моментом ориентированы в
направлении этого поля, и ферромагнетик намагничивается до насыщения.
При выключении внешнего магнитного поля ферромагнетик в отличие от
диа - и парамагнетиков полностью не размагничивается, а сохраняет
некоторую остаточную магнитную индукцию , т.к . тепловое движение не в
состоянии дезориентировать столь крупные совокупности атомов, какими
являются домены . К ферромагнетикам относятся железо, никель , кобальт,
гадолиний , диспрозий , некоторые сплавы и окислы этих металлов, а также
ряд сплавов марганца и хрома.
Для всех рассмотренных типов магнетиков при помещении их в
магнитное поле результирующую магнитную индукцию
B
r
можно записать
как
,
.0 собст
BBB
r
r
r
+=
(1)
где
0
B
r
- магнитная индукция внешнего магнитного поля. Таким образом ,
у парамагнетиков и ферромагнетиков векторы
0
B
r
и
.
собст
B
r
направлены в
одну сторону, а у диамагнетиков - в разные стороны .
Для характеристики магнитного поля кроме вектора магнитной
индукции
B
r
вводят дополнительный вектор - напряженность магнитного
поля
H
r
,
0
µµ
B
H
r
=
(2)
где µ - магнитная проницаемость среды , а µ
0
- магнитная постоянная. Как
видно из формулы (2), вектор
H
r
не зависит от магнитных свойств среды и
поэтому характеризует магнитное поле в вакууме. Магнитная индукция
внешнего магнитного поля (т.е. вакуума)
0
B
r
будет связана с
напряженностью магнитного поля следующим соотношением :
,
00
HB
r
r
µ=
(3)
т.к . для вакуума µ=1. Из формул (2) и (3) следует, что
.
0
B
B
r
r
=µ
(4)
Таким образом , магнитная проницаемость µ показывает, во сколько
раз магнитная индукция в веществе больше магнитной индукции в
вакууме.
                                         49
        В ф ерром а гнетик а х особенно сильно вза им одействие м а гнитны х
м ом ентов а том ов м ежду собой. В результа те ниже определенной
тем пера туры (она на зы ва ется точк ой К ю ри ф ерром а гнетик а ) м а гнитны е
м ом енты а том ов уже в отсутствии внеш него м а гнитного поля приним а ю т
упорядоченную ориента цию , к отора я сохра няется одина к овой в предела х
м а к роск опическ их обла стей, на зы ва ем ы х дом ена м и. О дна к о ориента ция
м а гнитны х м ом ентов отлична друг от друга , и ф ерром а гнетик в целом не
обла да ет м а гнитны м м ом ентом . В о внеш нем м а гнитном поле за счет
движения гра ниц дом енов происходит преим ущ ественны й рост тех
дом енов, к оторы е своим м а гнитны м м ом ентом ориентирова ны в
на пра влении этого поля, и ф ерром а гнетик на м а гничива ется до на сы щ ения.
П ри вы к лю чении внеш него м а гнитного поля ф ерром а гнетик в отличие от
диа - и па ра м а гнетик ов полностью не ра зм а гничива ется, а сохра няет
нек оторую оста точную м а гнитную индук цию , т.к . тепловое движение не в
состоянии дезориентирова ть столь к рупны е совок упности а том ов, к а к им и
являю тся дом ены . К ф ерром а гнетик а м относятся железо, ник ель, к оба льт,
га долиний, диспрозий , нек оторы е спла вы и ок ислы этих м ета ллов, а та к же
рядспла вовм а рга нца и хром а .
        Д ля всех ра ссм отренны х типов м а гнетик ов при rпом ещ ении их в
м а гнитное поле результирую щ ую м а гнитную индук цию B м ожно за писа ть
                              r r      r
к ак                          B = B0 + Bсобст. ,                                (1)
     r
где B0 - м а гнитна я индук ция внеш него м а гнитного поля. Т а к им обра зом ,
                                                     r    r
у па ра м а гнетик ов и ф ерром а гнетик ов век торы B0 и Bсобст. на пра влены в
одну сторону, а удиа м а гнетик ов- вра зны е стороны .
      Д ля ха
           r ра к теристик и м а гнитного поля к ром е век тора м а гнитной
индук ции B вводят дополнительны й век rтор - на пряженность м а гнитного
      r                               r    B
поля H                                H=      ,                        (2)
                                              µµ 0
где µ - м а гнитна я проница ем осrть среды , а µ0 - м а гнитна я постоянна я. К а к
видно из ф орм улы (2), век тор H не за виситотм а гнитны х свойствсреды и
поэтом у ха ра к теризует м а гнитное поле в ва к уум е.r М а гнитна я индук ция
внеш него м а гнитного поля (т.е. ва к уум а ) B0 будет связа на с
на пряженностью м а гнитного поляследую щ им соотнош ением :
                             r        r
                             B0 = µ 0 H ,                                         (3)
т.к . длява к уум а µ=1. И з ф орм ул (2) и (3) следует, что
                                   r
                                  B
                               µ= r .                                             (4)
                                  B0
       Т а к им обра зом , м а гнитна я проница ем ость µ пок а зы ва ет, во ск ольк о
ра з м а гнитна я индук ция в вещ естве больш е м а гнитной индук ции в
ва к уум е.