Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость среды

Сила, действующая на проводник с током (сила Ампера) и сила действующая на заряд(сила Лоренца) со стороны магнитного поля.

Сила Ампера- сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током. Определяется по формуле:

F_А=BIlsinα.

B-магнитная индукция; l-длина проводника; I-сила тока; α-угол между проводником и линиями магнитного поля.

Сила Ампера=0, если хотя бы одна из величин=0.

Если проводник расположен параллельно линиям поля, то сила на него не действует.

Направление силы Ампера находится по правилу левой руки: развернутую ладонь, располагают так чтобы линии индукции входили в ладонь, 4 пальца направлены по току в проводнике, большой палец, отогнутый на 90°, показывает направление силы Ампера.

При изображении силы Ампера действует правило изображения веторов:

x(крестик)- вектор направлен от нас. (точка) - вектор направлен к нам

Сила Лоренца (Fл)- сила, с которой магнитное поле действует на движущийся заряд.

F_л=qvBsinα

B- магнитная индукция; q- заряд; υ- скорость движения заряда; α - угол между направлением движения заряда и линиями магнитного поля.

Fл=0, если одна из величин =0.

Если заряд движется параллельно линиям поля, то сила на него не действует.

Направление Fл определяется по правилу левой руки - вытянутые пальцы направлены по движению заряда,.линии индукции входят в ладонь, большой пале показывает направление силы Лоренца для положительного заряда. Если заряд отрицательный,то сила направлена в противоположную сторону.

Сила Лоренца - это центростремительная сила. То есть,если α=90° ,то она заставляет заряд двигаться по окружности. А если α<90°, то заряд будет двигаться по спирали. F_л=(mv²)/R.

Сила Лоренца не изменяет скорость заряда по величине, а только по направлению.

Магнитная проницаемость. Физическая величина, показывающая, во сколько раз магнитное поле в веществе отличается от магнитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью.

Все вещества по отношению к магнитному полю делятся на:

Парамагнетики- вещества, которые создают слабое магнитное поле, по направлению совпадающее с внешним полем, т.е. они усиливают магнитное поле, но незначительно.

Магнитная проницаемость даже наиболее сильных парамагнетиков мало отличается от единицы: 1,00036 — у платины и 1,0034 — у жидкого кислорода. пример:щелочные и щелочно-земельные металлы, некоторые переходные металлы, соли железа, кобальта, никеля, редкоземельных металлов, кислород, окись азота. Al, Na, Mg, Ta, W и другие. Магнитная проницаемость даже наиболее сильных парамагнетиков мало отличается от единицы

Диамагнетики- вещества, которые создают поле, ослабляющее внешнее магнитное поле. Диамагнитными свойствами обладают, например, серебро, свинец, кварц. Магнитная проницаемость диамагнетиков отличается от единицы не более чем на десятитысячные доли. Самый сильный из диамагнетиков — висмут — обладает магнитной проницаемостью, равной 0,999824. Примерами чисто диамагнитных твердых тел (диамагнетиков) в классе кристаллических металлов и диэлектриков могут служить, соответственно, Cu и NaCl, а в классе аморфных твердых тел — SiO₂

Вещества, которые значительно усиливают внешнее магнитное поле, называются ферромагнетиками. Кроме железа, к ферромагнетикам относятся, например, никель, кобальт и некоторые соединения этих металлов с другими элементами.

У ферромагнетиков значения магнитной проницаемости достигают нескольких десятков, сотен и даже тысяч единиц.

Природа ферромагнетизма. Ферромагнетизм объясняется магнитными свойствами электронов. Электрон обладает собственным магнитным полем. Внутри кристалла ферромагнетика возникают намагниченные области- домены. В отдельных доменах магнитные поля имеют различные направления и обычно взаимно компенсируют друг друга. При внесении ферромагнетика во внешнее магнитное поле происходит упорядочение ориентации магнитных полей отдельных доменов и соответственно значительное усиление внешнего магнитного поля.

С увеличением магнитной индукции внешнего поля возрастает степень упорядоченности ориентации отдельных доме нов — магнитная индукция возрастает. При некотором значении индукции внешнего поля наступает полное упорядочение ориентации доменов возрастание магнитной индукции прекращается. Это явление называется магнитным насыщением.

Дата добавления: 2015-04-24