Магнитные свойства вещества

Природа ферромагнетизма

Петля гистерезиса, коэрцитивная сила

Ферромагнетики и их свойства

Парамагнетики

Диамагнетики

Напряженность магнитного поля в веществе

Система уравнений Максвелла для электромагнитного поля

Орбитальный механический момент электрона

Орбитальный магнитный момент электрона

Магнитные моменты электронов и атомов

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

ЛЕКЦИЯ № 16

раздел «Электричество и магнетизм»

учебного курса «Общая физика»

для специальностей ЛП, СП, ЧМ, ХТ

(2 семестр изучения)

Составитель: _____________ Еремеев Б.Н.

Липецк – 2010

Согласно гипотезе Ампера, в любом теле существуют микроскопические токи, обусловленные движением электронов в атомах и молекулах.

Для простоты рассмотрения, принимается допущения:

1. Электроны в атомах движутся по круговым орбитам;

2. Электрон, движущийся по круговой орбите эквивалентен круговому току.

16.1. Магнитные моменты электронов и атомов

До сих пор влияние среды на магнитные явления учитывалось формально введением магнитной проницаемости μ. Для того, чтобы разобраться в магнитных свойствах сред и их влиянии на магнитную индукцию, необходимо рассмотреть действие магнитного поля на атомы и молекулы вещества.

Все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются, поскольку в любом теле существуют микроскопические токи (микротоки), обусловленные движением электронов в атомах и молекулах.

Для многих целей, в том числе и для объяснения многих магнитных явлений, можно использовать квазиклассическую модель, в которой предполагается, что атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого обращаются электроны по круговым или эллиптическим орбитам, подобно планетам солнечной системы (планетарная модель атома).

Такие электроны, обращающиеся по орбитам, представляют собой замкнутые электрические токи, и поэтому естественно предположить, что именно они являются микротоками (существование которых предполагал еще Ампер), ответственными за намагничивание вещества.

Если электрон совершает оборотов в секунду, то сила тока

где: e = 1,6∙10¹⁹ Кл – заряд электрона;

f – частота вращения электрона по орбите, с^-1

а). Орбитальный магнитный момент

электрона, движущегося по круговой орбите

площадью S:

Если электрон движется по часовой стрелке, то ток направлен против часовой стрелки и вектор р_т (в соответствии с правилом правого винта) направлен перпендикулярно плоскости орбиты электрона.

б). Орбитальный механический момент электрона

Так как электронам присущ не только заряд, но еще и масса, то каждый орбитально движущийся электрон обладает не только магнитным моментом

(как и всякий замкнутый ток), но еще и определенным механическим моментом импульса L, т.е. подобен волчку.

,

где: – угловая скорость электрона;

– площадь орбиты электрона;

m = 9,11∙10^{-31 кг. – масса электрона.}

Вектор называется орбитальным механическим моментом электрона.

Поскольку направление вектора также определяется по правилу правого винта, то направления и противоположны. Поэтому:

,

где: величина называется гиромагнитным отношением

Дата добавления: 2014-01-15