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

71261. Организация и планирование поточной линии обработки детали «Кронштейн» 67.48 KB
  Организация производства – это наука, изучающая условия и факторы согласованных действий трудящихся во времени и пространстве при использовании ими предметов и орудий труда в производственном процессе, обеспечивающем изготовление продукции определенного количества и качества с минимальными затратами.
71262. Вексель и вексельные правоотношения 159 KB
  Сложившаяся в стране экономическая ситуация дает толчок развитию вексельного оборота в банковско-финансовой и промышленной областях, в сфере торговли и обслуживания. Долгое время векселя использовались лишь в сфере международной торговой деятельности.
71263. ГРАЖДАНСКО-ПРАВОВОЙ ДОГОВОР И ЕГО МЕСТО В СИСТЕМЕ ГРАЖДАНСКОГО ПРАВА 315.27 KB
  Договор — это наиболее распространенный вид сделок. Только немногочисленные односторонние сделки не относятся к числу договоров. Основная же масса встречающихся в гражданском праве сделок — договоры. Как и любая сделка, договор представляет собой волевой акт.
71265. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ КВАРТИРЫ В МНОГОКВАРТИРНОМ ЖИЛОМ ДОМЕ 128.54 KB
  При проектировании электроустановок жилых и общественных зданий необходимо руководствоваться требованиями действующих строительных норм и правил, других нормативных документов, утвержденных в установленном порядке.
71266. Товарищество собственников жилья 291 KB
  В изменившейся ситуации, когда жилищный фонд переходит в основном в собственность отдельных граждан, становится частным, требуются новые подходы к его управлению. По сообщениям некоторых средств массовой информации доля частной собственности в жилом секторе России уже превышает 75% от всего жилого фонда.
71267. ВНЕШНИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ДОЛГ РФ 224.57 KB
  В любой стране существуют проблемы и трудности, которые необходимо решить и преодолеть, чтобы занять достойное место в мире. Это проблемы экономического, социального, политического, духовного характеров, которые очень важны, взаимосвязаны и требуют решения.
71268. Работа в СУБД Microsoft Access и электронных таблицах Microsoft Excel 798.07 KB
  Практически все области деятельности современного общества развиваются на базе все более широкого применения информационных технологий. Электронные таблицы Microsoft Excel – это очень мощное средство создания и ведения различных электронных документов.