Курс общей физики. Миловидова С.Д - 39 стр.

UptoLike

Рубрика: 

39
серебро, большинство органических соединений (в том числе вода ).
У атомов парамагнитных веществ орбитальные, спиновые и ядерные
магнитные моменты атомов не компенсируют друг друга . Поэтому атомы
парамагнетика всегда обладают магнитным моментом . Однако атомные
магнитные моменты расположены беспорядочно и поэтому в отсутствии
внешнего магнитного поля парамагнитная среда в целом не обнаруживает
магнитных свойств. Внешнее магнитное поле поворачивает атомы
парамагнетика так, что их магнитные моменты устанавливаются
преимущественно в направлении этого поля. При этом полной их
ориентации в указанном направлении препятствует тепловое движение
атомов. В результате парамагнетик намагничивается и создает собственное
магнитное поле, всегда совпадающее по направлению с внешним и потому
усиливающее его. При выключении внешнего магнитного поля тепловое
движение атомов разрушает ориентацию атомных магнитных моментов и
парамагнетик размагничивается. Поэтому с повышением температуры у
этих веществ намагниченность уменьшается . В парамагнетике , конечно ,
имеет место и диамагнитный эффект - появление индуцированных
магнитных моментов, ослабляющих внешнее магнитное поле . Однако
здесь диамагнитный эффект не заметен на фоне сильного парамагнитного
эффекта . К парамагнетикам относятся некоторые газы (кислород, азот),
металлы (алюминий , вольфрам, платина ), щелочные и щелочноземельные
металлы .
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)
                                         39
серебро, больш инство орга нических соединений (втом числе вода ).
       У а томов па ра ма гнитны х вещ еств орбита льны е, спиновы е и ядерны е
ма гнитны е моменты атомов не компенсиру ю т дру гдру га. П оэтому а томы
па ра ма гнетика всегда обла да ю т ма гнитны м моментом. О дна ко а томны е
ма гнитны е моменты ра сположены беспорядочно и поэтому в отсу тствии
внеш него ма гнитного поля пара магнитна я среда в целом не обна ру жива ет
ма гнитны х свой ств. В неш нее ма гнитное поле повора чива ет а томы
па ра ма гнетика так, что их ма гнитны е моменты у ста на влива ю тся
преиму щ ественно в на пра влении этого поля. П ри этом полной их
ориента ции в у ка з  а нном на пра влении препятству ет тепловое движение
а томов. В рез у льтате па ра ма гнетик на ма гничива ется и соз   да етсобственное
ма гнитное поле, всегда совпа да ю щ ее по на пра влению с внеш ним и потому
у силива ю щ ее его. П ри вы клю чении внеш него ма гнитного поля тепловое
движение а томов ра з    ру ш а ет ориента цию а томны х ма гнитны х моментов и
па ра ма гнетик ра зма гничивается. П оэтому с повы ш ением темпера ту ры у
этих вещ еств на ма гниченность у меньш а ется. В па ра ма гнетике, конечно,
имеет место и диа ма гнитны й эф ф ект - появление инду цирова нны х
ма гнитны х моментов, осла бляю щ их внеш нее ма гнитное поле. О дна ко
з десь диа ма гнитны й эф ф ект не з  а метенна ф оне сильного па ра ма гнитного
эф ф екта . К пара ма гнетика м относятся некоторы е га з      ы (кислород, а з  от),
мета ллы (а лю миний , вольф ра м, платина ), щ елочны е и щ елочноз      емельны е
мета ллы .
       В ф еррома гнетиках особенно сильно вз            а имодей ствие ма гнитны х
моментов а томов между собой . В рез               у льта те ниже определенной
темпера ту ры (она на з   ы ва ется точкой К ю ри ф еррома гнетика ) ма гнитны е
моменты а томов у же в отсу тствии внеш него ма гнитного поля принима ю т
у порядоченну ю ориента цию , котора я сох ра няется одинаковой в пределах
ма кроскопических областей , на з      ы ва емы х домена ми. О дна ко ориента ция
ма гнитны х моментов отлична дру г от дру га , и ф еррома гнетик в целом не
обла да ет ма гнитны м моментом. В о внеш нем ма гнитном поле з               а счет
движения гра ниц доменов происх одит преиму щ ественны й рост тех
доменов, которы е своим ма гнитны м моментом ориентирова ны в
на пра влении этого поля, и ф еррома гнетик на ма гничива ется до на сы щ ения.
П ри вы клю чении внеш него ма гнитного поля ф еррома гнетик в отличие от
диа - и па ра магнетиков полностью не ра з           ма гничива ется, а сох ра няет
некотору ю оста точну ю магнитну ю инду кцию , т.к. тепловое движение не в
состоянии дез   ориентирова ть столь кру пны е совоку пности атомов, ка кими
являю тся домены . К ф еррома гнетика м относятся желез         о, никель, коба льт,
га долиний , диспроз  ий , некоторы е спла вы и окислы этих мета ллов, а также
ряд спла вовмарга нца и х рома .
       Д ля всех ра ссмотренны х типов ма гнетиков при rпомещ ении их в
ма гнитное поле рез  у льтиру ю щ у ю ма гнитну ю инду кцию B можно з       а писа ть
                              r r      r
ка к                          B = B0 + Bсо бст. ,                              (1)