Двигатель внутреннего сгорания Электрический ток в металлах Электрическое сопротивление проводников Астрономия Физика атома Два типа ядерной реакции Цепная ядерная реакция деления. Проблемы развития атомной энергетики

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 229

Изучение свойств ферромагнетиков

Теория

Всякое тело является МАГНЕТИКОМ, т.е. под действием магнитного поля оно приобретает магнитный момент (намагничивается). Магнитные свойства тел обусловлены магнитными свойствами элементарных частиц, входящих в состав атомов и молекул.

Согласно представлениям классической физики электроны в атомах движутся по замкнутым орбитам, что эквивалентно протекающим по круговым виткам микротокам силой :


I =  ( 1) 

где е - заряд электрона, V - его линейная скорость, r -радиус орбиты. Виток с током, а, следовательно, и вращающийся вокруг ядра электрон характеризуется магнитным моментом Рm 

 Он называется ОРБИТАЛЬНЫМ МАГНИТНЫМ МОМЕНТОМ и равен:

Рm = IS =  =  (2) 

 Кроме того, у электронов и ядер установлено наличие СПИНОВЫХ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ Рms , являющихся такими же неотъемлемыми свойствами их, как заряд и масса.

 Магнитный момент атома или молекулы равен геометрической сумме орбитальных и спиновых магнитных моментов всех электронов



 Рm,ат = Рmi (3)



 (Магнитный момент ядра много меньше магнитного момента электрона и им пренебрегают). Геометрическая  сумма магнитных моментов отдельных атомов или молекул определяет магнитный момент образца

 Рm,v = Рm, ат,i 

Магнитный момент единицы объема образца называется ВЕКТОРОМ НАМАЧЕННОСТИ I 

 I =    Рi =х Н0 

где х - безразмерная величина, являющаяся коэффициентом пропорциональности между вектором намагниченности образца и напряженностью намагниченного поля, которая называется МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТЬЮ ВЕЩЕСТВА. В образце при этом возникает добавочное поле напряженностью:

H/ = I 

  и напряженность результирующего поля оказывается равной

H= Н0 + H/

Введем вторую характеристику магнитного поля - вектор магнитной индукции В, связанный с Н соотношением B= 0 Н, где о- магнитная постоянная. Использование формул (6), (7), (8) позволяет записать:

 

В =0(1+x) H0 ,

 или В= 0 Н0

Безразмерная величина  = 1 + х является МАГНИТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТЬЮ вещества. Она показывает, во сколько раз магнитная индукция в среде отлична от магнитной индуктивности в вакууме В0 . 

 =

 

Все вещества по своим магнитным свойствам делятся на три группы: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. В ДИАМАГНЕТИКАХ магнитные моменты атомов равны нулю в отсутствие поля. При внесении этих тел в магнитное поле в каждом атоме индуцируется магнитный момент Рm , направленный в сторону противоположную вектору

напряженности Н0 магнитного поля. Для этих тел х < О и  < 1. К ним относятся атомы и ионы с заполненными оболочками: ионы F-, CI-, Na+ , атомы благородных газов, атомы и ионы, которые сверх заполненной оболочки содержат еще два S-электрона с антипараллельными спинами, такие как Zn, Be, Са. К диамагнетикам относятся все органические вещества Диамагнетизм -универсальное свойство, характерное для -любого тела.

В случае пара- ферромагнетиков оно забивается более сильным и пара - или ферромагнитными эффектами. ПАРАМАГНИТНЫМИ называют вещества, магнитные моменты атомов которых отличны от нуля. В отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты расположены хаотически и I = О, тело не намагничено. При внесении образца в магнитное поле на магнитные моменты отдельных атомов со стороны поля действует сила, стремящаяся установить их по направлению поля, тепловое же движение, напротив, дезориентирует их. В результате устанавливается преимущественная ориентация

магнитных моментов вдоль поля Но тем большая, чем больше Н0 и чем меньше температура тела. Для этих тел X > 0 и характеризуется значениями, например, 0,4- 10-6 для калия и 3200 10-6для хлористого железа; пар. > 1.


 К парамагнитным относятся вещества, атомы или ионы которых имеют один электрон сверх заполненной оболочки (например, атомы щелочных металлов), атомы переходных элементов, ионы редкоземельных элементов с незаполненными электронными оболочками и т.д. Парамагнитными свойствами обладают и свободные радикалы.


Замена сенсора samsung galaxy s4 читать дальше.
Физика, начертательная геометрия - лекции и примеры решения задач