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

67820. ПРАВОВЕ РЕГУЛЮВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ НАДР 82.5 KB
  Приблизна вартість промислових запасів основних видів корисних копалин дорівнює більше 15 трлн. Всі мінеральносировинні ресурси України сконцентровані в: родовищах корисних копалин нагромадженнях мінеральних речовин в надрах на поверхні землі в джерелах вод та газів на дні водоймищ які за кількістю якістю...
67821. ПРИВОДИ ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ 142 KB
  Крім того тип приводу визначає і можливості системи керування або ступінь інтелектуальності робота. Для виконання загальної конкретної технологічної операції необхідне групове керування виконавчими двигунами приводу тобото з погляду керування привід робота розглядається як система.
67822. ПРАВОВЕ РЕГУЛЮВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ ВОД 91 KB
  В Україні розроблено законодавство, яке регулює правову охорону та режим використання водних об’єктів України та покликане сприяти формуванню водно-екологічного правопорядку і забезпечення екологічної безпеки населення України, а також більш ефективному, науково обґрунтованому використанню...
67823. УНІФІКОВАНІ ВУЗЛИ ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ 1.18 MB
  В двох перших модулях можна виділити такі функціонально-конструктивні елементи: приводи; механізми перетворення і передачі руху; направляючі опори для лінійних і поворотних перміщень виконавчих органів; демпферуючі гальмівні пристрої; інформаційні давачі...
67824. Дополнительные возможности версии языка Object Pascal for Delphi 229.5 KB
  Начиная с версии Delphi 4, была реализована концепция перегрузки функций (overloading), которая позволяет иметь несколько различных функций или процедур с одинаковым именем, но с разными списками параметров. Такие процедуры и функции должны быть описаны с применением директивы overload...
67825. ПРАВОВЕ РЕГУЛЮВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ ТА ОХОРОНИ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ 92.5 KB
  Одним із основних життєво-важливих елементів навколишнього природного середовища є атмосферне повітря. Значення атмосферного повітря полягає в тому, що воно є основою для забезпечення життєдіяльності біологічних організмів, в тому числі людей, служить захистом...
67826. УНІФІКОВАНІ ВУЗЛИ ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ (ПРОДОВЖЕННЯ) 1.04 MB
  Мальтійські механізми використовують для повороту ПР, коли необхідно здійснити преривистий рух робочого органу, тобто рух в одному напрямку з періодичними зупинками. Вони отримали розповсюдження в зв’язку з їх конструктивною простотою, простотою виготовлення і експлуатації.
67827. ПРАВОВЕ РЕГУЛЮВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ ТА ОХОРОНИ РОСЛИННОГО СВІТУ 117.5 KB
  Рослинний світ становить сукупність усіх видів рослин, а також грибів та утворених ними угруповань на певних території. Це правове визначення рослинного світу як об’єкта навколишнього природного середовища міститься в ст. З Закону України «Про рослинний світ».
67828. ЗАХОПЛЮЮЧІ ПРИСТРОЇ (ЗП) ПРОМИСЛОВИХ РОБОТІВ 1 MB
  Технологічне призначення: захопюючі і утримуючі ЗП призначені для зхахоплення і утримування об‘єктів за допомогою гачків петель вилок лопаток губок пальців голок кліщів еластичних камер струменів повітря магнімного поля вакууму електростатичного притягання адгезії липучих накладок та інших засобів...