11.Магнитные свойства тел. Диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм.

Магнитными свойствами обладают все вещества.

Независимо от орбитального движения электроны являются источниками магнитного поля, так как они «вращаются» вокруг собственной оси, т. е.

обладают собственным моментом импульса,или спином.

Таким образом, магнетизм атомов обусловлен двумя причинами:движением электронов по орбитам вокруг ядра и собственным моментом импульса, или спином. Кроме того, ядро атома обладает собственным магнитным моментом.

При наложении внешнего магнитного поля происходит упорядочение направлений векторов магнитных моментов или молекул магнетика, в результате чего макроскопический объем приобретает определенный суммарный магнитный момент. Магнитные свойства магнетика характеризуются вектором намагничения I – величиной, равной отношению магнитного момента тела к его объему:

I=стр 365

где n — число атомов или молекул, входящих в объем.

Если диэлектрическая проницаемость у всех веществ больше единицы, то их магнитная проницаемость может быть как больше, так и меньше единицы.

По значению различают диамагнетики (µ<1), парамагнетики (µ>1) и ферромагнетики (µ>>1).

Диамагнетики.

У большинства атомов диамагнетиков нет собственного магнитного момента, его магнитный момент индуцирован внешним полем подобно тому,как появляется электрический момент в неполярных диэлектриках.

Диамагнитный эффект не зависит от температуры, так как тепловое движение атомов не нарушает ориентации индуцированных токов внутри атомов. Диамагнитный эффект присущ практически любому веществу.

Диамагнетиками являются вода, мрамор, некоторые металлы, например золото, ртуть, медь, инертные газы.

Парамагнетики.

Молекулы парамагнетиков имеют отличные от нуля собственные магнитные моменты. В отсутствие магнитного поля эти моменты расположены хаотически, поэтому вектор намагничения равен нулю.

Тепловое движение атомов и молекул разрушает взаимную ориентацию магнитных моментов молекул, поэтому намагниченность парамагнетика зависит от температуры и относительная магнитная проницаемость парамагнетиков убывает с увеличением температуры. Магнитная проницаемость парамагнетиков, как и диамагнетиков, не зависит от индукции внешнего магнитного поля.

Парамагнетиками являются щелочные металлы, кислород, алюминий, платина.

Ферромагнетики.

Предельным случаем парамагнетизма является ферромагнетизм.

Намагничение ферромагнетиков обусловлено ориентацией спинов электронов.

ферромагнетик — такое вещество, которое при охлаждении ниже определённой температуры приобретает магнитные свойства

Свойства ферромагнетиков

• Ферромагнетики сильно втягиваются в область более сильного магнитного поля.

• Магнитная восприимчивость ферромагнетиков положительна и значительно больше единицы.

• При не слишком высоких температурах ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной)намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий.

12.Электромагнитная индукция. Закон Фарадея и правило Ленца.

При изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый контур, в нем возникает электрический ток. Это явление было названо электромагнитной индукцией(«индукция» значит «наведение»).

Явление возникновения ЭДС в проводящем контуре, находящемся в переменном магнитном поле или движущемся постоянном магнитном поле, называется электромагнитной индукцией.

В замкнутых проводящих контурах электрический ток возникает лишь в тех случаях, когда они находятся в переменном магнитном поле, независимо от того, каким способом достигается изменение потока индукции магнитного поля во времени. Ток, возникающий при явлении электромагнитной индукции, называют индукционным. Строго говоря, при движении контура в магнитном поле генерируется не определенный ток(который зависит от сопротивления), а определенная ЭДС.

Закон Фарадея ( или закон электромагнитной индукции):

ЭДС индукции равна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

ɛ_инд = - dФ/dt

знак «минус» в формуле отражает правило Ленца.

Правило Ленца:

индукционный ток всегда направлен таким образом, что его действие противоположно действию причины,вызывающей ток.

При возрастании магнитного потока

dФ/dt >0, ɛ_инд <0

т. е. ЭДС индукции вызывает ток такого направления, при котором его магнитное поле уменьшает магнитный поток через контур.

При уменьшении магнитного потока

dФ/dt<0, ɛ_инд >0

т.е магнитное поле индукционного тока увеличивает убывающий магнитный поток через контур.