ФІЗИЧНІ ПРОЦЕСИ В МАГНІТНИХ МАТЕРІАЛАХ
1. Загальні відомості про магнетизм
Будь-яке речовина, поміщена в магнітне поле, набуває певний магнітним момент М. Магнітний момент одиниці об'єму речовини називають намагніченістю J м .
J м = dM/dV, A/м.
Намагніченість є векторною величиною, в ізотропних тілах вона спрямована або паралельно, або антипараллельно напруженості магнітного поля Н.
Намагніченість пов'язана з напруженістю магнітного поля із співвідношенням
J м = k м Г— Н,
де k м - магнітна сприйнятливість - безрозмірна величина, що характеризує здатність речовини намагнічуватися в магнітному полі.
Сумарна магнітна індукція в речовині визначається сумою індукції зовнішнього В 0 і власного У i полів.
B = B 0 + B i = m 0 H + m 0 J м = m 0 H (1 + k м ) = m 0 Г— mн,
де m 0 = 4 Г— 10 -7 Гн/м - магнітна постійна;
m = 1 + k м - відносна магнітна проникність, що показує у скільки разів магнітна індукція В поля в даному середовищі більше, ніж магнітна індукція В 0 у вакуумі.
Прояв магнетизму в речовині обумовлено процесами руху електронів, які утворюють кругові струми, що володіють магнітними моментами. Магнітний момент електрона складається з орбітального магнітного моменту (внаслідок руху електрона навколо ядра) і спінового моменту (внаслідок обертання електрона навколо власної осі).
За поведінки в магнітному полі всі матеріали діляться на Діамагнетик і парамагнетики, феромагнетики, антиферомагнетики і феримагнетики.
Діамагнетик характеризуються дуже малою негативною величиною магнітної сприйнятливості (K м В» -10 -5 ), яка в більшості випадків не залежить від температури і напруженості поля. Індукований магнітний момент спрямований проти напряму поля і m = 1 + k м <1. Діамагнетик виштовхуються з неоднорідного магнітного поля. До діамагнетиків відносяться інертні гази, водень, азот, багато рідини (вода, нафта), ряд металів (Мідь, срібло, золото, цинк, ртуть, галій та ін), більшість напівпровідників (Кремній, германій, арсенід гелію), органічні сполуки, неорганічні скла та ін, а також всі речовини в надпровідного стану.
Парамагнетики характеризуються малою позитивною величиною магнітної сприйнятливості (k м В»10 -2 - 10 -5 ), що не залежить від напруженості зовнішнього магнітного поля. У парамагнетиках атоми володіють власним магнітним моментом навіть у відсутності зовнішнього магнітного поля, однак через теплового руху ці магнітні моменти розподілені хаотично ...
