Практикум по курсу общей физики по специальности "Фармация". Миловидова С.Д - 52 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

52
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)
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) 
                                        52
э ффек та .    К      пара ма гнетик а м относятся       нек оторы е      га з ы
(к ислород, а зот), мета ллы (а лю миний, вольфра м, пла тина ), щ елочны е и
щ елочноз емельны е мета ллы .
       В феррома гнетик ах особенно сильно вз а имодействие ма гнитны х
моментов а томов между собой. В рез ульта те ниже определенной
темпера туры (она на з ы ва ется точк ой К ю ри феррома гнетик а ) ма гнитны е
моменты а томов уже в отсутствии внеш него ма гнитного поля принима ю т
упорядоченную ориента цию , к отора я сохра няется одинак овой в пределах
ма к роск опическ их областей, на з ы ва емы х домена ми. О дна к о ориента ция
ма гнитны х моментов отлична друг от друга , и феррома гнетик в целом не
обла дает ма гнитны м моментом. В о внеш нем ма гнитном поле з а счет
движения гра ниц доменов происходит преимущ ественны й рост тех
доменов, к оторы е своим ма гнитны м моментом ориентирова ны в
на пра влении этого поля, и феррома гнетик на ма гничива ется до на сы щ ения.
П ри вы к лю чении внеш него ма гнитного поля феррома гнетик в отличие от
диа - и па ра магнетик ов полностью не ра з ма гничива ется, а сохра няет
нек оторую оста точную магнитную индук цию , т.к . тепловое движение не в
состоянии дез ориентирова ть столь к рупны е совок упности атомов, к а к ими
являю тся домены . К феррома гнетик а м относятся железо, ник ель, к оба льт,
га долиний, диспроз ий, нек оторы е спла вы и ок ислы э тих мета ллов, а так же
рядспла вовмарга нца и хрома .
       Д ля всех ра ссмотренны х типов ма гнетик ов при rпомещ ении их в
ма гнитное поле рез ультирую щ ую ма гнитную индук цию B можно з а писа ть
                             r r      r
как                          B = B0 + Bсо бст . ,                         (1)
     r
где B0 - ма гнитна я индук ция внеш него ма гнитного поля. Т а к им обра зом,
                                                  r    r
у па ра ма гнетик ов и феррома гнетик ов век торы B0 и Bсо бст . на пра влены в
одну сторону, а удиа ма гнетик ов- вра з ны е стороны .
      Д ля ха
           r ра к теристик и ма гнитного поля к роме век тора ма гнитной
индук ции B вводят дополнительны й век rтор - на пряженность ма гнитного
      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 из формулы (2), век тор H не з а виситотма гнитны х свойствсреды и
поэ тому ха ра к териз ует ма гнитное поле в вак ууме.r М а гнитна я индук ция
внеш него ма гнитного поля (т.е. ва к уума ) B0 будет связ а на с
на пряженностью ма гнитного поля следую щ им соотнош ением:
                           r        r
                           B0 = µ 0 H ,                                     (3)
т.к . для ва к уума µ=1. И з формул (2) и (3) следует, что
                                   r
                                  B
                               µ= r .                                       (4)
                                  B0

Страницы