Курс общей физики. Миловидова С.Д - 40 стр.

UptoLike

Рубрика: 

40
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.
Способность различных веществ к намагничиванию характеризуют
еще вектором интенсивности намагничивания
0
J
r
, который равен
векторной сумме магнитных моментов всех атомов, содержащихся в
единице объема вещества . Вектор намагничивания
J
r
связан с вектором
индукции собственного магнитного поля
.собст
B
r
соотношением
.
0
.
JB
собст
r
r
µ=
(5)
Из (1), (3) и (5) следует, что
.
0
0
.
0
JHBBB
собст
r
r
r
r
r
µµ +=+=
(6)
Итак, вектор
J
r
характеризует магнитное поле , созданное магнитными
моментами атомов вещества ; вектор
H
r
характеризует магнитное поле
вакуума, созданного токами в проводниках; вектор
B
r
характеризует
результирующее магнитное поле, т.е. поле, созданное и токами в
проводниках, и магнитными моментами атомов вещества .
Для диамагнетиков
1
<
µ
, для парамагнетиков -
.
1
>
µ
В обоих
случаях величина магнитной проницаемости µ не зависит от
напряженности магнитного поля
H
и близка к единице.
У ферромагнетиков
1
>>
µ
и зависит от напряженности
H
внешнего
магнитного поля. С ростом
H
магнитная проницаемость сначала быстро
возрастает, достигая максимума, а затем уменьшается, приближаясь при
очень сильных полях к значению
1
=
µ
.
                                        40
    r
где B0      -   ма гнитна я инду кция внеш него ма гнитного поля. Т а ким
                                                                   r       r
обра зом, у па ра ма гнетиков и ф ерромагнетиков векторы B0 и Bсо бст.
на пра влены водну сторону , а у диа ма гнетиков- вра з
                                                      ны е стороны .
       Д ля хr а ра ктеристики ма гнитного поля кроме вектора ма гнитной
инду кции B вводят дополнительны й вектор - на пряженность ма гнитного
       r                                    r
                                       r   B
поля H                                 H=     ,                      (2)
                                             µµ 0
где µ - ма гнитна я проница емосrть среды , а µ0 - ма гнитна я постоянна я. К ак
видно изф орму лы (2), вектор H не з   а виситотма гнитны х свой ствсреды и
поэтому х а ра ктериз у ет ма гнитное поле в ваку у ме.r М а гнитна я инду кция
внеш него ма гнитного поля (т.е. ва ку у ма ) B0 бу дет связ            а на с
на пряженностью ма гнитного поля следу ю щ им соотнош ением:
                            r        r
                            B0 = µ 0 H ,                                        (3)
т.к. для ва ку у ма µ=1. И зф орму л (2) и (3) следу ет, что
                                    r
                                   B
                               µ= r .                                           (4)
                                   B0
                     ом, ма гнитна я проница емость µ пока з
        Т а ким обра з                                          ы вает, во сколько
ра з ма гнитна я инду кция в вещ естве больш е ма гнитной инду кции в
ва ку у ме.
        С пособность ра з личны х вещ еств к на ма гничивrа нию х арактериз    ую т
ещ е вектором интенсивности на ма гничива ния J 0 , которы й ра вен
векторной су мме ма гнитны х моментов всех атомо             rв, содержа щ их ся в
единице объема вещ ества . В ектор на ма гничива ния J связ         а н с вектором
                                       r
                                       B
инду кции собственного ма гнитного поля со бст.        соотнош ением
                    r               r
                    Bсо бст. = µ 0 J .                                          (5)
И з(1), (3) и (5) следу ет, что
                 r r      r              r       r
                 B = B0 + Bсо бст. = µ 0 H + µ 0 J .                             (6)
                  r
И та к, вектор J х а рактериз    у ет ма гнитн rое поле, соз  да нное ма гнитны ми
момента ми а томов вещ ества ; вектор H х а ра ктериз         у етr ма гнитное поле
ва ку у ма , созда нного тока ми в проводника х ; векторB х арактериз           у ет
рез у льтиру ю щ ее ма гнитное поле, т.е. поле, соз         да нное и тока ми в
проводниках , и ма гнитны ми момента ми а томоввещ ества .
        Д ля диа ма гнетиков µ < 1 , для па ра ма гнетиков - µ > 1. В обоих
слу ча ях величина ма гнитной проница емости µ не з                      а висит от
на пряженности ма гнитного поля H и близ         ка к единице.
        У ф еррома гнетиков µ >> 1 и з   а виситот на пряженности H внеш него
ма гнитного поля. С ростом H ма гнитна я проница емость сна ча ла бы стро
воз ра ста ет, достига я ма ксиму ма, а з  а тем у меньш а ется, приближа ясь при
очень сильны х полях к з    на чению µ = 1 .