Магнитные свойства вещества

Все вещества, как показывает опыт, в той или иной степени обладают магнитными свойствами, то есть являются магнетиками. Для выяснения причин различия магнитных свойств среды, их влияния на величину индукции магнитного поля необходимо исследовать действие магнитного поля на атомы и молекулы вещества.

Известно, что магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами, которые могут быть изготовлены лишь из немногих веществ. Однако, все вещества, помещенные в магнитное поле, сами в свою очередь создают магнитное поле с индукцией .

Вектор магнитной индукции результирующего поля складывается из вектора магнитной индукции поля создаваемого намагниченным веществом и вектора магнитной индукции поля , обусловленного внешними по отношению к веществу электрическими токами.

Вектор магнитной индукции в однородной среде отличается от вектора магнитной индукции в вакууме. Отношение , характеризующее магнитные свойства среды, получило название магнитной проницаемости среды. - безразмерная величина.

Если в результате наложения собственного магнитного поля с индукцией на внешнее поле с индукцией магнитное поле усиливается, то величина , а если ослабляется то .

§ 8. Гипотеза Ампера

Для объяснения намагничивания тел Ампер предложил, что в молекуле вещества циркулируют круговые токи. Каждый ток создает в окружающем пространстве магнитное поле. В отсутствии внешнего поля молекулярные токи ориентированы беспорядочно и их результирующее поле равно нулю, поскольку создаваемые ими магнитные поля компенсируют друг друга. Все тело в целом не намагничено. Во внешнем магнитном поле происходит упорядочение этих токов в следствие чего в веществе возникает собственное магнитное поле с индукцией и вещество намагничивается.

Перейдем теперь к рассмотрению физического смысла величин напряженности магнитного поля и магнитной проницаемости . Если вектор магнитной индукции зависит как от токов проводимости, создающих магнитное поле, так и от магнитных свойств вещества, то вектор напряженности не зависит от магнитных свойств вещества и определяет лишь внешнее поле.

П усть в однородное магнитное поле в вакууме с индукцией внесен параллельно линиям магнитной индукции бесконечно длинный круглый стержень из однородного магнита. Под действием этого поля молекулярные токи в магнетике установятся так, что их магнитные моменты расположатся вдоль оси стержня и следовательно плоскости молекулярных токов будут перпендикулярны вектору магнитной индукции .

Рассмотрим одну такую плоскость, взятую в любом произвольно выбранном сечении стержня. В каждой точке внутри сечения смежные молекулярные токи текут в противоположные стороны, так что их совместное действие равно нулю. Не скомпенсированными будут лишь участки токов, примыкающие к поверхности стержня.

Суммарное действие молекулярных токов будет таким, какое вызвал бы макроскопический ток, текущий по поверхности стержня.

Это значит, что токи, текущие по боковой поверхности стержня можно рассматривать как ток в соленоиде, который создает внутри стержня магнитное поле.

Намагничивание магнетика характеризуется магнитным моментом единицы объема или вектором намагничивания .

где - магнитный момент

Вектор намагничивания связан с напряженностью поля соотношением  . Коэффициент пропорциональности  называют магнитной восприимчивостью вещества. Это безразмерная величина. Значение её для разных веществ различно.

Величины æ и связаны между собой соотношением

=1+ 