Вопрос №3. Величины, характеризующие магнитное поле в веществе: вектор намагниченности, магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость.

Для характеристики степени поляризации диэлектриков в электрическом поле была введена особая физическая величина - вектор поляризации, равный дипольному моменту единицы объема поляризованного диэлектрика.

Аналогично введем величину, характеризующую степень намагниченности вещества в магнитном поле — вектор намагниченности М. Вектор М - магнитный момент единицы объема намагниченного вещества. Чтобы его вычислить, необходимо найти векторную сумму магнитных моментов всех атомов, заключенных в виде объема намагниченного вещества.

Будем считать, что вещество однородное и все его атомы имеют один и тот же магнитный момент р_m, тогда:

(1,5)

[М]=А∙м²/м³=А/м=Н

Магнитная восприимчивость вещества. Ограничимся рассмотрением простейшего случая, когда однородное и изотропное вещество сплошь заполняет магнитное поле:

(1.6)

где χ_m - магнитная восприимчивость вещества, безразмерная величина. Магнитная проницаемость - μ.

Количественной характеристикой, определяющей изменение поля в веществе, является безразмерная величина:

(1.7)

Показывает во сколько раз магнитная индукция в образце, помещенная в длинный соленоид, отличается от магнитной индукции В₀ в пустом соленоиде (в вакууме).

Вопрос №4.Типы магнетиков: диа - и пара - магнетики. Соотношение между проявлениями диа - и парамагнитных свойств вещества

По интенсивности взаимодействия с магнитным полем можно все вещества разбить на 2 класса. К слабомагнитным веществам относятся все диамагпетики и парамагнетики. Эти вещества при любых температурах очень слабо взаимодействуют с магнитным полем.

К сильномагнитным веществам относятся ферромагнетики и антиферромагнетики.

Диамагнетиками называются вещества, которые выталкиваются из магнитного поля. К примеру, если между полюсами электромагнита зажечь свечу, то пламя вытолкнется из поля. Стержень из диамагнетика, подвешенный на нити в сильном магнитном поле, устанавливается поперек силовых линий. Для наблюдения диамагнетиков требуются очень сильные поля. Заметим, что на диамагнетик в магнитном поле, на один-два порядка меньше сил, действующих на парамагнетик в этом же поле.

К диамагнетикам относятся почти все газы (кроме кислорода), вода, серебро, золото, медь, алмаз, графит, висмут и многие другие органические соединения. Парамагнетики- вещества, которые втягиваются в область более сильного поля. Парамагнитная жидкость в U – образной трубке, помещенной между полюсами электромагнита в колене, поднимается. Стержень из парамагнитного вещества, подвешенный на тонкой нити, ориентируется в магнитном поле вдоль силовых линий.

По своим свойствам парамагнетики несколько напоминают ферромагнетики, по их сила взаимодействия с полем в тысячу раз слабее. К ним относят: платину, алюминий, вольфрам, все щелочные и щелочноземельные металлы, из газов — кислород и в слабой степени окись азота.

Для диамагнитных веществ:

Для парамагнетиков:

При комнатной температуре χ_m=2,3∙10^-7