73716

Парамагнетики. Диамагнетики. Ферромагнетики

Лекция

Физика

Поместим наше тело во внешнее магнитное поле. Поле будем считать однородным. Суммарное поле будет больше. Если поместить атом во внешнее магнитное поле то электронная орбита начнет прецессироватьподробнее в лекции № 18.

Русский

2014-12-19

164 KB

4 чел.

Парамагнетики. Диамагнетики. Ферромагнетики.

  1.  Каждый атом или атомный фрагмент в веществе имеет ненулевой магнитный момент (электроны движутся вокруг атома, т. е. есть токи есть магнитный момент; у атома есть спин).

Поместим наше тело во внешнее магнитное поле. обозначим атом как виток с током. Поле будем считать однородным. На виток не действуют силы (их геометрическая сумма равна нулю), но действует момент сил. Так будет выглядеть картина.

Суммарное поле будет больше. Это модель парамагнетика(вещество, у атомов которого есть ненулевой магнитный момент).

  1.  У атомов или атомных фрагментов вещества нет магнитного момента. Электрон, вращающиеся вокруг ядра, представляют собой своеобразные замкнутые токи (виток с током). Если поместить атом во внешнее магнитное поле, то электронная орбита начнет прецессировать(подробнее в лекции № 18).

Электронная орбита будет прецессировать около направления поля с ларморовской частотой. Прецессия электронной орбиты эквивалентна некоторому дополнительному вращению электрона, которое дает дополнительный магнитный момент. Этот дополнительный магнитный момент  ориентирован против поля. Это модель диамагнетика.

  1.  Ферромагнетик характеризуется двумя свойствами:
    1.  образец ферромагнетика имеет спонтанную намагниченность: ;
    2.  зависимость  и  сильно нелинейная(соотношение  не выполняется; при разных значениях   – разное).

Особенностью ферромагнетиков является наличие гистерезиса. Функция  – неоднозначная (некоторому значению  соответствует несколько значений ).

К ферромагнетикам относятся некоторые металлы, кобальт, редкоземельные металлы и их сплавы. Ферромагнетизм – чисто квантовый эффект.

Электромагнитная индукция.

Эффект электромагнитной индукции открыл Фарадей в 1831 году.

Пусть имеется проводник(провод). По проводу может скользит металлическая перемычка. На электроны в проводнике будет действовать сила Лоренца:

.

При таком движении в проводнике будет наблюдаться упорядоченное движение зарядов вниз, т. е. пойдет ток(т.к. проводник лежит на проводнике, то ток будет циркулировать). Сменим направление движение перемычки, тогда сила Лоренца поменяет направление на противоположное, в туже сторону будет направлена плотность тока.

Сила Лоренца не электрическая сила, поэтому ее можно считать сторонней. Найдем силу, действующую на единичный положительный заряд, это будет напряженность поля сторонней силы.

.

Найдем работу сил стороннего поля по перемещению единичного положительного заряда(ЭДС).

.

Интеграл  – поток вектора  через поверхность , называется магнитным потоком.

.

.

Эта формула справедлива для любой формы изменения магнитного потока.

  1.  Можно все стороны рамки деформировать и не только в плоскости, но и в пространстве, тогда поток можно выразить как ;
  2.  можно рамку не трогать, а измерять ;
  3.  можно измерять угол между  и (повернуть рамку).

Это невозможно доказать при помощи тех постулатов, которые нам известны. Это фундаментальное свойство электромагнитного поля.

.

Сила Лоренца не совершает работу. При изменении магнитного потока электроны перемещает электрическое поле. при изменении магнитного потока возникает электрическое поле, отличное от электростатического. Работа по замкнутому контуру не равна нулю и она зависит от пути, следовательно для такого поля нельзя вести понятие потенциала. Такое поле называется вихревым электрическим полем.

Уравнение  выражает закон Фарадея в дифференциальной форме.

Нет площадей, проводников и т.д., есть точка, в которой меняется индукция магнитного поля и в ней возникает вихревое электрическое поле.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5585. Магнитное поле в вакууме 30 KB
  Магнитное поле в вакууме: Взаимодействие токов осуществляется через поле, называемое магнитным. Из опытов следует, что оно имеет направленный характер и должно характеризоваться векторной величиной, называемой магнитной индукцией (В), аналогич...
5586. Строительное материаловедение. Курс лекций 906.5 KB
  Строительное материаловедение Лекция. Строение атома Уважаемые слушатели мы приступаем к изучению курса Строительное материаловедение. Лекции, которые будут прочитаны в течение данного семестра, помогут Вам разобраться в физико-химической сущност...
5587. Проблема выбора хозяйственных решений в условиях ограниченности ресурсов 193.5 KB
  Центральная проблема экономики - проблема выбора хозяйственных решений в условиях ограниченности ресурсов. Простейшая модель функционирования экономики - Граница производственных возможностей - позволяет проиллюстрировать решение основных з...
5588. Закон сохранения импульса 36.5 KB
  Закон сохранения импульса Для простоты рассмотрим движение системы, состоящей из трех точек, на каждую из которых действуют внутренние силы fik и внешние - Fi , где индекс i представляет номер точки. Уравнения движения для каждой точки имеют в...
5589. Психология личности. Курс лекций 1.13 MB
  Психология личности Лекция 1. Личность в системе современного научного знания План лекции: 1. Проблема человека в системе современного научного знания. Личность в философии, социологии и психологии. 2. О некоторых общих подходах изучения личности в ...
5590. Основы металлургического производства. Курс лекций 1.85 MB
  Лекция. Основы металлургического производства. Производство чугуна Основы металлургического производства Современное металлургическое производство и его продукция Современное металлургическое производство представляет собой комплекс различных произ...
5591. Сила, масса, импульс. Момент силы и импульса 44.5 KB
  Сила, масса, импульс. Момент силы и импульса. Причина изменения состояния тела, т.е. появление ускорения связана с понятием силы. Сила - векторная величина, она является также количественной мерой воздействия на выбранное нами тело со стороны д...
5592. Экономические ресурсы 63.5 KB
  Экономические ресурсы Выполнение основной цели деятельности предприятий - создание товаров и услуг, удовлетворяющих потребности людей, увеличение прибыли — предполагает использование экономических ресурсов. Пол экономическими ресурсами мы...
5593. Измерение расстояния по времени прохождения сигнала 416 KB
  Измерение расстояния по времени прохождения сигнала Рассмотрим три метода измерения расстояния, основанные на определении времени прохождения сигнала между объектом и приемником. Два из них - лазерные, один - ультразвуковой. Первый метод...