7. Магнитные характеристики вещества

Все вещества по магнитным свойствам обычно разделяют на три группы: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Как известно, тело, помещенное в магнитное поле, намагничивается и в нем возникает результирующий магнитный момент. Отнесенный к единице объема магнитный момент называют намагниченностью , которую можно рассматривать как внутреннее поле, возникающее в результате действия элементарных магнитных диполей. Намагниченность связана с индукцией внешнего поля соотношением (для изотропной среды при слабых полях)

, (5.31)

где Н – напряженность магнитного поля, – магнитная восприимчивость, являющаяся физической характеристикой материала; – магнитная постоянная в СИ ( Гн/м).

Внешнее и внутреннее поле образуют суммарное поле, действующее на вещество и называемое магнитной индукцией,

(5.32)

Используя (5.31), (5.32) и соотношение

, (5.33)

получим

. (5.34)

Здесь - относительная магнитная проницаемость вещества.

Если магнитная восприимчивость скалярная величина, то вектор намагниченности либо антипараллелен вектору напряженности магнитного поля H, либо параллелен. Соответственно различают два класса веществ: диамагнетики, у которых величина является отрицательной, и парамагнетики, в которых величина положительна. Зависимость намагниченности от напряженности поля для диа– и парамагнетикив носит линейный характер, причем по абсолютной величине восприимчивость парамагнетиков значительно больше такой для диамагнетиков (см. таблицу и рис. 5.11). Вещества, у которых восприимчивость большая и зависит от напряженности магнитного поля и температуры, называются ферромагнетиками.

а б

Рис. 5.11. Зависимость намагниченности от напряженности поля для диа-, пара- и ферромагнетиков

Таблица 5.1. Магнитная восприимчивость некоторых веществ

Диамагнетики	,10−6		Парамагнетики		, 10−6
Водород	-0,063		Азот		0,013
Бензол	-7,5		Воздух		0,38
Вода	-9		Кислород		1,9
Медь	-10,3		Эбонит		14
Стекло	-12,6		Алюминий		23
Каменная соль	-12,6		Вольфрам		176
Кварц	-15,1		Платина		360
Висмут	-176		Жидкий кислород		3400
Ферромагнетики
		Начальное		Максимальное
Железо		1100		22000
Никель		12		80
Пермаллой		800		8000

Рассмотрим физическую природу различных магнитных свойств вещества.