Методические указания к лабораторным работам по курсу общей физики (Электричество и магнетизм. Ч.2) - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

22
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
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
µ=
(3)
т .к . для вакуума
µ
=1. Из формул (2) и (3) следует, что
.
0
B
B
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 
                                                     22
     r
где B0 - м агни т ная и ндук ци я вне шне го м агни т но го по ля. Т ак и м о бр азо м , у
                                                               r    r
пар ам агне т и к о в и фе р р о м агне т и к о в ве к т о р ы B0 и Bс обс т . напр авле ны в о дну
с т о р о ну, а уди ам агне т и к о в - в р азны е с т о р о ны .                                            r
          Д лях ар ак т е р и с т и к и м агни т но го по ляк р о м е ве к т о р а м агни т ноrй и ндук ци и B
вво дят до по лни т е льны й ве к т о р - напр яж е нно с т ьм агни т но го по ля H
                                           r
                                       r   B
                                       H=      ,
                                          µµ 0                                                            (2)

где µ - м агни т ная пр о ни цае   r м о с т ь с р е ды , а µ0 - м агни т ная по с т о янная. К ак ви дно
и з фо р м улы (2), ве к т о р H не зави с и т о т м агни т ны х с во йс т в с р е ды и по эт о м у
х ар ак т е р и зуе т м агни т но е по ле в вак уум е . М агни т ная и ндук ци я вне шне го
                                              r
м агни т но го по ля (т .е . вак уум а) B0 буде т с вязана с напр яж е нно с т ью м агни т но го
по ляс ле дующ и м с о о т но ше ни е м :
                                         r        r
                                         B0 = µ 0 H ,                                                     (3)
т .к . длявак уум а µ=1. И з фо р м ул (2) и (3) с ле дуе т , чт о
                                             r
                                            B
                                         µ= r .                                                           (4)
                                            B0
         Т ак и м о бр азо м , м агни т ная пр о ни цае м о с т ь µ по к азы вае т , во с к о льк о р аз
м агни т наяи ндук ци яв ве щ е с т ве бо льше м агни т но й и ндук ци и в вак уум е .
         Спо с о бно с т ь р азли чны х ве щ е с т в к нам r агни чи вани ю х ар ак т е р и зуют е щ е
ве к т о р о м и нт е нс и вно с т и нам агни чи вани я J 0 , к о т о р ы й р аве н ве к т о р но й с ум м е
м агни т ны х м о м е нт о в вс еrх ат о м о в, с о де р ж ащ и х с я в е ди ни це о бъе м а ве щ е с т ва.
Ве к т о р нам агни чи вани я J с вязан с ве к т о р о м и ндук ци и с о бс т ве нно го м агни т но го
     r
     B
по ля с обс т . с о о т но ше ни е м
                                   r                r
                                   Bс обс т . = µ 0 J .                                                   (5)
И з (1), (3) и   (5) с ле дуе т , чт о
                        r r            r                r r
                       B = B0 + Bс обс т . = µ 0 H + µ 0 J .                                               (6)
                   r
И т ак , ве к т о р J х ар ак т е р и зу
                                       rе т м агни т но е по ле , с о зданно е м агни т ны м и м о м е нт ам и
ат о м о в ве щ е с т ва; ве к т о р H х ар  r ак т е р и зуе т м агни т но е по ле вак уум а, с о зданно го
т о к ам и в пр о во дни к ах ; ве к т о р B х ар ак т е р и зуе т р е зульт и р ующ е е м агни т но е по ле ,
т .е . по ле , с о зданно е и т о к ам и в пр о во дни к ах , и м агни т ны м и м о м е нт ам и ат о м о в
ве щ е с т ва.
         Д ля ди ам агне т и к о в µ < 1 , для пар ам агне т и к о в - µ > 1. В о бо и х с лучаях
ве ли чи на м агни т но й пр о ни цае м о с т и µ не зави с и т о т напр яж е нно с т и м агни т но го
по ля H и бли зк а к е ди ни це .
         У фе р р о м агне т и к о в µ >> 1 и зави с и т о т напр яж е нно с т и H вне шне го
м агни т но го по ля. С р о с т о м H м агни т ная пр о ни цае м о с т ь с начала бы с т р о

Страницы