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

40408. Австро-венгерское соглашение 1867 года (Австро-венгерский компромисс) 34.97 KB
  kiegyezés договор заключённый 15 марта 1867 годамежду австрийским императором ФранцемИосифом I и представителями венгерского национального движения во главе с Ференцем Деаком в соответствии с которым Австрийская империя преобразовывалась в дуалистическую монархию АвстроВенгрия. Создание АвстроВенгрии было способом преодоления затяжного кризиса империи вызванного подъёмом национальных движений народов страны укреплением национальных элит военными поражениями в австроиталофранцузской 1859 года и австропрусской 1866 года войнах...
40409. Зависимость от Испании 1580—1640 456.5 KB
  Иберийская или пиренейская уния современное обозначение династической унии корон Испании и Португалии в 1580 1640 годах. Приход к власти Габсбургов в Португалии После того как в 1578 году молодой португальский король Себастьян I сложил голову при ЭльКсарэльКебире правящая Ависская династия оказалась на грани угасания. Он обеспечил португальское представительство в управлении единым государством позволил Португалии сохранить собственные законы и денежную единицу; одно время даже обсуждалась идея переноса столицы в Лиссабон. Династия...
40410. Венский конгресс 1814—1815 гг. 24.67 KB
  Гумбольдт Францию Шарль Морис де ТалейранПеригор Португалию Педро де Соуза Гольштейн де Палмела Решения Европа после Венского конгресса Все решения Венского Конгресса были собраны в Заключительном акте Венского Конгресса. В результате конгресса сложилась Венская система международных отношений и был создан Священный союз европейских государств имевший целью обеспечение незыблемости европейских монархий.
40411. Вестфальская система международных отношений 51.36 KB
  Назревание войны Аугсбургский религиозный мир 1555 на время завершил открытое соперничество лютеран и католиков в Германии. Периоды войны. Ход войны Чешский период 1618 1625 23 мая 1618 оппозиционные дворяне во главе с графом Турном выбросили из окон Чешской канцелярии в ров королевских наместниковВильгельма Славату Мартиницу и их секретаря Фабриция Вторая пражская дефенестрация.
40412. Война́ за незави́симость США 38.68 KB
  В том же 1765 году в НьюЙорке собрался Конгресс против штемпельного сбора представлявший собою большую часть колоний; он выработал Декларацию прав колоний. В 1767 году Англия обложила таможенными пошлинами ввозимые в американские колонии стекло свинец бумагу краски и чай; затем когда ньюйоркское законодательное собрание отказало в субсидии английскому гарнизону английский парламент ответил отказом в утверждении каких бы то ни было постановлений ньюйоркского законодательного собрания пока оно не смирится; в то же время министерство...
40413. Война́ за австри́йское насле́дство 115.2 KB
  Претензии сторон После смерти императора Карла VI 20 октября 1740 года его старшая дочь Мария Терезия вступила согласно постановлениюПрагматической санкции во владение всеми землями австрийской монархии но её наследственные права стали оспариваться с разных сторон а одновременно с тем заявлены были и разные другие притязания. Прусский король Фридрих II Великий прежде всех воспользовался этим случаем чтобы заявить древние права своего дома на силезские герцогства Лигниц Волау Бриг и Егерндорф и в декабре 1740 годавступил в Силезию....
40414. Английская революция XVII века 262.06 KB
  Гражданская война Начало войны Большое число роялистов присоединилось к армии короля. Один из офицеров парламентской армии Оливер Кромвель обратил внимание на вражескую кавалерию. Солдаты Армии нового образца получали должную военную подготовку и в бою вели себя очень дисциплинированно. Раньше офицерами становились солдаты из благополучных и знатных семей но в Армии нового образца они выдвигались по службе по мере своих заслуг на поле боя и боевых качеств.
40415. Буржуазные революции и национально-освободительные движения в 20-е годы XIX века в Европе 58.93 KB
  Буржуазные революции в Испании Португалии и Италии были вызваны притязаниями буржуазии на власть и ее борьбой против абсолютизма восстановленного после краха наполеоновской империи. Хотя обстановка в этих странах в годы Реставрации существенно различалась в Италии антифеодальные преобразования революционного и наполеоновского периода в основном остались в силе тогда как в Испании и Португалии феодальные устои общества не были поколеблены вспыхнувшие здесь буржуазные революции имели некоторые общие специфические черты. Революции в...
40416. Европейский абсолютизм и его особенности 24.47 KB
  Во Франции абсолютизму благоприятствовали богословы приписывающие верховной власти божественное происхождение и юристы признававшие за государями абсолютную власть древних римских императоров. На протяжении всего девятнадцатого века после Великой Французской Революции происходит процесс постепенной демократизации и ограничения власти монарха. Юридическое обоснование своей власти монархи находили в восстановлении нормы римского права которая была зафиксирована в VI веке в Кодексе византийского императора Юстиниана: Воля императора имеет...