Парамагнетиктер

.

Ток тығыздығы

, , меншікті электр өткізгіштігі және меншікті электр кедергісіне кері пропорционал шама. . .

Ом заңынын өткізгіштік еркін жүріп өтетін жолына тура пропорционал, егер электрондар кедергісіз қозғалса (тор иондарымен соқтығыспаса), онда еркін жүріп өтетін жол ұзындығы үлкен мәнге ие болып, өткізгіштік шексіз болады.

Дифференциал түріндегі Джоуль Ленц заңы

Еркін жолының соныңда электрон жылдамдықпен қозғалып, кинетикалық энергияға ие болады, соқтығысқан кезде энергиясын толығымен кристалдық торға береді. Бұл энергия мметалдың ішкі энергиясың арттырып, метал қызып жылу шығарады.

Бірлік көлемде өткізгіштін электроны болсын, әр электрон бір секунд ішінде орта есеппен жиілікпен соқтығысады. Сондықтан бірлік көлемде бір секунд ішінде бөлініп шығатын жылу

.

Кедергі арқылы жазсақ

.

Бөгде күштер тегі электростатикалық емес күш, тізбекте зарядтарды үздіксіз тұйық жолмен ретті қоз,алтатын потенциал айырымын туғызатын күш.

Электр қозғаушы күш тоқ көзінің энергетикалық және ондағы бөгде күшінің әсерін сипаттайтын шама.

Толық тізбек үшін Ом заңы тоқ көзі бар тізбектегі токтың күші ЭҚҚ ге тура пропорционал, ал сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысына керң пропорционал. . Егер тізбекте бірнеше ЭҚҚ болса жалпы ЭҚҚ күшін тапқанда мынадай ережені қолданамыз: қалауымызша алынған контурдағы айналып өту бағыты тоқ көзіндегі тоқтын бағытымен бағыттас болса ЭҚҚ он, ал керісінше болса теріс таңбамен алу керек. Тоқ көзінде токтың бағыты теріс полюстең он полюске бағытталады.

Электр тоғы газ арқылы өтуігаз разрядтары деп аталады. Қалыпты жағдайда газ изолятор боып табылады. Онда тоқ тасушылар жоқ. Тек арнайы шартты сақтағанда газдарда тоқ тасушы зарядтар (иондар, элекрондар) пайда болып, электр разряды тууы мүмкін газдардағы тоқ қосушылар электр өріснің бар екенің қарамастан сыртқы әсердің нәтижесінде тууы мүмкін. Бұл жағдай газдардың тәуелсіз өткізгіштігі д.а. Өздік емес разряд газдардың жоғары температураға дейін қызуынан (термиялық ионизация), ультра күлгін немесе рентген сәулелерінің, радиоактивті сәулелердің ісерінен тууы мүмкін. Газ разрядтарының сипаты: газдың және электродтардың химиялық табиғатына, газ температурасының қысымына, электродтардың формасына көлеміне олардың өзара орналасуына, кернеуге, тоқтың тығыздығы мен қуатына байанысты. Тізбектегі тоқ күші мұндағы әрбір ионның заряды, l – олардың арақашықтығы, S – электрод ауданы, бірлік көлемде секунд сайын қос ионнын сорылуы.

Плазма заттын ерекше күйі. Ондаған миллион градус температураға ие болатын күн және жұлдыздардың терең қабатындагы заттар осындай күйге түседі. Аса жоғары температура салдарынан пайда болған плазма жоғары температуралық плазма деп аталады. Аз разряды кезінде пайда болған плазма газ разрядтык плазма д.а.

Магнит өрісі Бір бағытта қозғадған зарядтар электр тоғын туғызады, ал тоқ өздерін қоршаған кеңістіктін қасиеттерңн өзгертіп өзінің айналасында магнит өрісін туғызады. Магнит өрісі негізінен тоғы бар өткізгішке әсер ететін күш арқылы білінеді. Магнит өрісін сипаттау үшін оның тоғы бар рамкаға тигізетін әсерін қолданамыз. Тоғы бар рамка магнит өрісінде белгілі бір бұрышға бұрылады, айналу бағыты бойыншамагнит өрісінің бағытын анықтай аламыз. Мпгнит өрісінің рамкаға бағдарлыушы әсері а рамкада қос күшті тудырады. Осы қос күштін моменттінің шамасы сыртқы магнит өрісінің индукциясына, рамкадағы тоқ күші мен өлшемдеріне және рамканың орналасуына тәуелді. , мүндағы контурдың нормаль бірлік векторы мен магнит мндукция арасындағы бүрыш. Векторлық түрде , контурдың магнит моменті. Олай болса айналдырушы момент . Бұдан магнит индукциясы шамасы қатынасымен анықталады.

Суперпозиция принципы: егер берілген кеңістік нүктесінде әртүрлі тоқтар магнит өрістерін тудырса онда осы нүктедегі қорытқы магнит өрісі олардың векторлық қосындыларымен анықталады.

Био-Савар Лаплас заңы кез келген бір тоғы бар өткізгіштін элемент өрісінің бір нүктесіндегі магнит өрісінің бағыты мен шамасын анықтайды,

Модулі Би Савар Лаплас заның қарапайым жүйенің магнит өрісін есептеу үшін қолдану. 1) Дөнгелек тоқтын центріндегі магнит өрісін анықтау ,

2. шексіз түзу өткізгіштің бойымен өткен тоқтын магнит өрісі

3. үзын соленойд немесе катушка ішіндегі магнит индуқциясы мұндағы n бірлік ұзындығына келетін орам саны.

Ампер күші магнит өрісіндегі тоғы бар өткізгіштін dI элементтіне әсер ететін күш , модулі .

Тоққа әсер етіп тұрған күштін бағытын сол қол ережесі арқылы анықтау ынғайлы. Ампер заңың вакуумда тұрған паралелб екі түзу тоқтың өзара әсер кұшін есептеу ұшін қарасырайық. Егер тоқтығ ара қашықтығын b белгілесек, онда тоқтың әрбір элементі, индукциясы шамасына тең магнит өрісінде жатады. Онда ттоқтың бірлік үзындығына келетін күш

Магнит өрісінің әсері

Бір бағытта қозғалған зарядтар электр тоғын туғызады, ал ток өздерін қоршаған кеңістіктің қасиеттерін өзгертіп өзінің айналасында магнит өрісін туғызады. Магнит өрісі негізінен тогы бар өткізгішке әсер ететін күш арқылы білінеді. Магнит өрісін сипаттау үшін, оның тогы бар рамкаға тигізетін әсерін қолданамыз. Тогы бар рамка магнит өрісінде белгілі бір бұрышқа бұрылады, айналу бағыты бойынша магнит өрісінің бағытын анықтай аламыз. Магнит өрісінің рамкаға бағдарлаушы әсері рамкада қос күшті тудырады. Осы қос күштің моментінің шамасы сыртқы магнит өрісінің индукциясына, рамкадағы ток күші мен өлшемдеріне және рамканың орналасуына тәуелді. , мұндағы - контурдың нормаль бірлік векторы мен магнит индукциясының арасындағы бұрыш. Векторлық түрде - контурдың магнит моменті. Олай болса айналдырушы момент Бұдан магнит индукциясының шамасы қатынасымен анықталады. Бағыты сыншы контурға түсірілген оң нормальдың тепе-теңдік бағытына сәйкес векторлық шама. Магнит индукциясының күш сызықтары үшін, кез келген нүктедегі жанамасы осы нүктедегі индукция векторымен бағыттас сызықты аламыз. Магнит индукциясының күш сызықтарының электр өрісінің кернеулік сызықтарынан ерекшелігі – ол әр уақытта тұйық болады.

Магнит ағыны скалярлық шама, магнит индукция векторының жазық бетінің аудаына көбейтіндісі . Егер магнит өрісі біртекті болса .

Магнит өрісінде тоғы бар өткізгішті орын ауыстыру жұмысы

Сыртқы магнит өрісінде тоғы бар жылжымалы өткізгіш еркін қозғалады. Сыртқы өріс контур жазықтығына перпендикуляр кесіп өтсін. Ампер күші әсерінен өткізгіш dx аралығына қозғалып, жұмыс істейді dA=Fdx=IBldx=Ibds. Мұнда Bds=dФ магнит индукциясының ағының береді. Олай болса dA=I dФ. Сонымен, магнит өрісінде тоғы бар өткізгіш орын ауыстырғанда істелетін жұмыс тоқ күші мен аудан арқылы өтетін магнит ағынының айырмасының көбейтіндісіне тең.

Заттағы магнит өрісі.

Жеке атомдар мен молекулалардың магниттік қасиеттері болады. Орбита бойымен қозғаоған электрон дөнгелек токтар туғызады , электронның айналу жиілігі мен периоды.Токтың магнит моменті , , .

Электронның орбиталды импульс моменті . векторы оң бұранда жүйесін құрып, векторына қарама қарсы бағытталады.

Заттың магниттелуін бірлік көлемдегі магнит моментімен сипатталады.

Магниттелу векторы магнит өрісінің кернеулігіне тура пропорционал шама , заттың магниттік қабылдағыштығы.

Диамагнетиктер. Сыртқы магнит өрісі жоқ кезде диамагнетиктер атомдарының өздік магнит моменттері нөлге тең. Егер диамагнетикті сыртқы өріске еңгізгенде электронға айналдырушы момент әсер етеді. , және өрнегінен .

Лармор жиілігі , .

Бұдан Лармор жиілігі тек сыртқы магнит өрісіне байланысты, сондықтан барлық электрондар үшін бірдей .

, , .

, электрондар саны. Бір моль атомын алсақ магниттелу шамасын аламыз , магнит қабылдағыштығы

екені ескерілген. Егер десек ге тең.

Парамагнетиктердің атомдары өздік магнит моменттері болады. Сыртқы магнит өрісіне енгізсек өріс магнит моменттерін сыртқы өріс бойынша орналастыруға, ал жылулық қозғалыс бей берекетсіз орналастыруға тырысады, нәтижесінде бір тепе теңдік бағдары орнығады. Пара магнетиктердің классикалық теориясы. Парамагнетик теориясын Ланжевен дамытқан. Оның теориясы бойынша магниттелу векторы немесе , Ланжевен функциясы, атомдардың концентрациясы. Әлсіз өрісте және . Олай болса берілген теңдеуі Кюри заңы д.а. Кюри тұрақтысы, олай болса . Бөлме температурасында мәні ге тең, бұл тәжірибе жүзінде алынған мәнімен сәйкес келеді.

Ферромагнетиктер Магнетиктердің ерекше түрі сыртқы магнит өрісі жоқ кездің өзінде магниттелуге бейім заттар құрады екен. Өздерінің анағүрлым көп байқалған өкілі темірге байланысты олар ферромагниттер деп аталады. Олардың қатарына темір, никель, кобальт, гадолиний, олардың қортпалары мен қоспалары, сондайақ ферромагнитті емес элементтері бар қортпалары мен марганец пен хромның кейбір қоспалары жатады. Соңғы кезде ферромагнитиктер деп аталалын ферромагниттк жартылай қткізгіштер үлкен роль атқарып келеді. Осы заттардың бәріне тән ферромагнитизм тек кристалды күйде ғана байқалады. Ферромагниттер күшті магниттелетін заттар болып саналады олардың магниттелуі нашар магниттелетңін заттар категориясына жататын диамагнитик және парамагнетиктердің агниттелуінен көптеген сан артық.Нашар магниттелетін заттардың магниттелуі өріс кернеулігімен сызықтық өзгереді.Ферромагнетиктердің магниттелуі күрделі түрде Н қа байланысты.

Кюри температурасы ферромагнетик магниттелу қасиетін жйып парамагнетикке айналатын температура. Кюри Вейс заңыңан магнит қабылдағыштығы температураға кері пропорционал.

.Зат ішіндегі магнитостатиканың негізгі заңы қандай да бір контурдың бойындағы магнит өріс кернеулігінің вектор циркуляциясы, осы контур қамтитын макроскопиялық токтардың алгебралық қосындысына тең .

Егер кеңістікте макроскопиялық токтар тығыздығымен тараған болса, онда . Вакуумде өріс кернеулігің тек макротоктар туғызады, ал магнетиктерде сонымен қатар микротоктар туғызады. .

,

.

Екі біртекті изотопты магнетиктердің шекараларындағы шарттар,

Биіктігі h, табандарының ауданы S цилиндрді алайық.

,

Магнит индукциясының нормаль қүраушылары магнит өтімділігі ден ортасына өткенде өзгермейді.

Магнит өріс кернеулігінін нормаль құраушысы есе өзгереді.

Магнит өрісінің тангенциал құраушысын қарастырайық: ,. Берілген контурды макроскопиялық токтар қамтымайды , , .

Магнит индукциясының тангенциал құраушысы есе өзгереді.

Қорыта келгенде және магнит өтімділіктері магнетиктер шекарасынан өткенде векторының нормаль құраушысы мен векторының тангенциал құраушысы өзгермейді (үздіксіз болады). векторының тангенциал құраушысы мен векторының нормаль құраушысы шекарадан өткенде секірмелі түрде өзгереді (үзіліп кетеді).

.

Егер болса ығысу сызықтары мен нормальдан құралған бұрыш кішірейеді, магнит кернеулік сызықтары сиректеу орналасады, ал болса кернеулік сызықтары керісінше қоюланады.

Холл эффектісі. Магнит өрісінде қозғалған зарядқа әсер етуші Лоренц күші мынадай құбылысты түсіндіруге мүмкіндік берді. Егер магнит индукциясының күш сызықтарына перпендикулярболып орналасқан тік төртбұрышты өткізгіштін бойымен тоқ жүрсе, онфң екі жағынан да (астыңғы және үстінгі жақтарынды) потенциалдар айырмасы пайда болады. Яғни, бір жағында тек теріс зарядтардың концентрациясы шоғырланса, онда қарама қарсы бетінде тек он зарядтардың жинақталғандығын байқаған. Осы құбылысты бірінші рет 1879 жылы американ физигі Э.Холл (1855-1938) ашқан болатын. Сондықтан бұл заңдылықты Холл эффектісі деп атайды. Сөйтіп зарядтардың стационарлық күйі, сол зарядтарға әсер етуші Лоренц күші электр күшіне тең болғанда ғана қалыптасыды.

Магнит және электр өрістеріндегі зарядталған бөлшетердің қозғалысы.

Заряд қандай да бір санақ жүйесінде қозғалмаса, онда осы жүйеде кеңістіктің әрбір нүктесінде тұрақты электр өрісін туғызады. Ал егер осы зарядқа байланысты қозғалатын инерциялық жүйеде қарастырсақ инерциялық жүйемен бірге, магнит өрісін де байқаймыз (өазғалған заряд ток туғызады). Қандай да бір санақ жүйесіне қатысты бір біріне байланысты электр және магниттік (электромагниттік) өрістер жиынтығы болады. Бұдан, электр және магниттік өрістерінің салыстырмалығын көреміз. Мысал ретінде және жүйелерін қарастырайық, жүйесі тұрған жүйесіне қарағанда жылдамдықпен қазғалсын.

Бұдан егер жүйесіне , ал болса жүйесінде бір біріне перпендикуляр болатын және электр және магнит өрістері болады

Лоренц түрлендіруінен мынандай физикалық шамалар қатынастары инвариантты

, , , .

Толқындық сан - циклдік жиіліктің толқын жылдамдығына қатынасы.^[1]

Белгісі — k, формула:

ҮйексӀздену кристалхимиядағы катиондар мен аниондардың өзара әрекеттесуінің үйектену мен қарсы үйектену аралық типі.

Вектор Пойнтинга (также вектор Умова — Пойнтинга) — вектор плотности потока энергии электромагнитного поля, одна из компонент тензора энергии-импульса электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга S можно определить через векторное произведение двух векторов:

(в системе СГС), (в системе СИ),

где E и H — векторы напряжённости электрического и магнитного полей соответственно.В случае квазимонохроматических электромагнитных полей, справедливы следующие формулы для усреднённой по периоду комплексной плотности потока энергии^[1]:

(в системе СГС),

(в системе СИ),

где E и H — векторы комплексной амплитуды электрического и магнитного полей соответственно. В этом случае чёткий физический смысл имеет только действительная часть комплексного вектора S — это вектор усреднённой за период плотности потока энергии. Физический смысл мнимой часто зависит от конкретной задачи.

Модуль вектора Пойнтинга равен количеству энергии, переносимой через единичную площадь, нормальную к S, в единицу времени. Своим направлением вектор определяет направление переноса энергии.Поскольку тангенциальные к границе раздела двух сред компоненты E и H непрерывны (см. граничные условия), то нормальная составляющая вектора S непрерывна на границе двух сред.

Дата добавления: 2014-12-08