§2 Диа- і парамагнетики

Діамагнетиками називаються такі речовини, у яких магнітний момент атома у відсутності зовнішнього магнітного поля дорівнює нулю.

при

Коли в зовнішнє магнітне поле поміщають яку-небудь речовину, те всі атоми цієї речовини виявляються в магнітному полі, яке змінює рух електронів в атомі так, що з'являється додатковий струм, подібний  індукційного току. Якщо вектора  і утворюють деякий кут α, те в магнітному полі  орбіта електрона почне обертатися навколо напрямку с деякою кутовою швидкістю ( - ларморова частота прецесії). Такий рух у механіку називають прецесією.

ларморова частота прецесії). Такий рух у механіку називають прецесією.

Прецесія електронної орбіти еквівалентна додатковому руху електрона навколо магнітного поля крім обертання навколо власної осі й обертання по орбіті. Це додатковий рух електрона в магнітному полі й приводить до виникнення замкненого індукційного струму, що володіє магнітним моментом, який орієнтований завжди проти поля. Таким чином, причина появи додаткових магнітних моментів – прецесія орбіти електрона.

електрона.

Оскільки діамагнетики намагнічуються проти магнітного поля, їх намагніченість негативна.

 До діамагнетиків ставляться метали Bi, Ag, Au, Cu; вода; стекло; інертні гази й ін.

Діамагнетизм властивий усім речовинам, але в ряду речовин діамагнітний ефект перекривається більш сильними ефектами.

Парамагнетиками називаються речовини, у яких атоми у відсутності зовнішнього магнітного поля мають деякий постійний магнітний момент

Однак, внаслідок теплового руху молекул їх магнітні моменти орієнтовані безладно, тому

При накладенні магнітного поля виникають сили, що орієнтують магнітні моменти кожного атома. Магнітні моменти намагаються вибудуватися по полю. Таким чином, парамагнетик намагнічується, створюючи власне магнітне поле, сонаправленное із зовнішнім полем і посилюючого його.

Процес орієнтації магнітних моментів атомів у зовнішньому магнітному полі називається парамагнітним ефектом.

У парамагнетику сили, що вишиковують, відносно малі в порівнянні із силами теплового руху, які прагнуть зруйнувати впорядкування. Тому зі зниженням температури магнітна сприйнятливість парамагнетиків звичайно зростає.

 До парамагнетиків ставляться: рідкісноземельні метали, Pt, Al, Mg, Cr, O2 і ін.

§3 Магнітне поле в речовині.

Магнітна сприйнятливість і магнітна проникність

Струм, що протікає по провідникові, називають макрострумом. Магнітне поле, створюване такими струмами, називають полем макрострумів і позначають . Якщо речовина помістити в це поле , то магнітні моменти атомів речовини будуть орієнтовані проти поля в діамагнетику й по полю в парамагнетику. Т.т. мікроструми речовини створюють внутрішнє поле , протилежно спрямоване в діамагнетику й співспрямовані в парамагнетику. Тоді вектор магнітної індукції результуючого магнітного поля в речовині дорівнює векторній сумі магнітних індукцій зовнішнього поля і поля мікрострумів

,

де .

Якщо розглянути будь-який перетин речовини у вигляді циліндра, перпендикулярного його осі, то усередині речовини молекулярні струми сусідніх атомів спрямовані назустріч один одному й взаємно компенсуються. Не скомпенсованими будуть лише молекулярні струми на бічній поверхні циліндра. Струм, що тече по бічній поверхні циліндра, подібний  току в соленоїді й створює всередині нього поле

;             N = 1; µ = 1,

 

Як показує досвід, у несильних магнітних полях намагніченість прямо пропорційна напруженості поля, що визиває намагніченість

[χ] = 1

де χ – безрозмірна величина, називана магнітною сприйнятливістю, показує, як речовина реагує (намагнічується) на зовнішнє поле.

 

- зв'язок магнітної проникності µ і магнітної проникності χ.

Магнітна проникність показує в скільки раз результуюче магнітне поле в речовині більше зовнішнього поля макрострумів, що намагнічує.

 

Для діамагнетиків:

χ  < 0;  µ < 1;

χ ~ 10-5 ÷ 10-7.

 

 

 

 

 

Для парамагнетиків:

 

χ > 0;  µ > 1;

χ ~ 10-3 ÷ 10-5.

 

 

 

 

 

До списку лекцій

Головна