Вещества которые намагничиваются во внешнем магнитном поле

Диамагнетиками называются вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном направлению вектора магнитной индукции поля. К диамагнетикам относятся вещества, магнитные моменты атомов, молекул или ионов которых в отсутствие внешнего магнитного поля равны нулю. Диамагнетиками являются инертные газы, молекулярный водород и азот, цинк, медь, золото, висмут, парафин и многие другие органические и неорганические соединения. В случае отсутствия магнитного поля диамагнетик немагнитен, поскольку в данном случае магнитные моменты электронов взаимно компенсируются, и суммарный магнитный момент атома равен нулю. Т.к. диамагнитный эффект обусловлен действием внешнего магнитного поля на электроны атомов вещества, то диамагнетизм свойственен всем веществам. Следует отметить, что магнитная проницаемость у диамагнетиков µ

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9841 — | 7699 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Занятие №34

Взаимодействие токов. Магнитный поток. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.

Силы взаимодействия параллельных токов. Магнитная проницаемость среды.

Силы взаимодействия токов и магнитов в дальнейшем будем называть магнитными. Выясним, чем определяется сила взаимодействия двух параллельных токов (рис.1).

Если токи в проводниках I₁ и I₂ имеют одинаковые направления, то проводники притягиваются с равными по величине силами F₁ и F₂.

Наличие этих сил объясняется тем, что второй проводник находится в магнитном поле первого проводника, которое и создает силу F_2.

Очевидно, что сила F₁ в свою очередь создается магнитным полем второго проводника.

Изменяя силу тока в проводниках и расстояние а между ними, можно показать на опыте, что сила F действующая на отрезок l длинного провода, прямо пропорциональна произведению сил токов, длине l и обратно пропорциональна расстоянию a.

-сила взаимодействия проводников с током

Изменяя среду, в которой находятся проводники, можно установить, что сила зависит от окружающей среды. Следовательно, коэффициент пропорциональности K зависит как от выбора единиц измерения, так и от среды. Для упрощения ряда формул этот коэффициент

1)

Здесь μ_с по-прежнему определяется выбором единиц измерения и свойствами среды.

Величину μ_с выражающую зависимость силы взаимодействия электрических токов от среды, называют магнитной проницаемостью среды.

Для силы взаимодействия токов в вакууме формулу можно записать в виде

2)

Здесь μ_о называется магнитной постоянной.

Если под F и F подразумевать силы взаимодействия одних и тех же токов в какой-либо среде и в вакууме, то, разделив почленно (2) на (3), получим

3)

где μ относительная магнитная проницаемость среды — отвлеченное число. Относительная магнитная проницаемость показывает, во сколько раз сила взаимодействия токов в данной среде больше, чем в вакууме.

Опыты показали, что среда может как усиливать взаимодействие токов, так и ослаблять его по сравнению с вакуумом. Поэтомувеличина μ может быть как больше, так и меньше единицы.Числовое значение μ определяют опытным путем и при расчетах берут из таблиц.

Из (4) следует, что

Работа по перемещению проводника в магнитном поле. Магнитный поток.

Магнитным потоком называется часть магнитного поля, ограниченная замкнутым контуром.

f_(фи)= B∙S∙cosa — магнитный поток

A- угол между вектором

N ( нормаль к площади контура ) и В

S-площадь контура

Единица измерения в CИ:

f=1Тл∙1м 2 =1Тл∙м 2 =1Вб(Вебер)

Физический смысл: магнитный поток –есть общее число линий индукции магнитнго поля, пронизывающих площадь перпендикулярно поверхности и индукция В во всех точках поверхности одинакова.

А=F_A ∙b= В∙I∙l∙b = B I∙ΔS B ΔS=B S₂ – B S₁= Ф₂-Ф₁= ΔФ

A=I ΔФ -работа магнитного поля Δf=f₂-f₁-изменение магнитного поля.

Магнитные свойства вещества. Ферромагнетики и их применение

Вещества, которые намагничиваются в магнитном поле, называются магнетиками.

Проведем опыт с сильным магнитным полем, создаваемым, например, соленоидом. Соленоид (цилиндр с намотанным на него проводом, по которой течет ток) может создать внутри себя магнитное поле в 100000 раз больше магнитного поля Земли. Будем помещать в такое магнитное поле различные вещества и наблюдать, как действует на них сила магнитного поля. Качественные результаты подобных опытов получаются довольно разнообразными.

Первую группусоставляют вещества, которые слабо отталкиваются полем нашего магнита. Это вода, медь, свинец, хлористый натрий, кварц, сера, алмаз, графит, жидкий азот и еще большой ряд веществ. Они называютсядиамагнетиками.Ими являются большинство неорганических и почти все органические соединения. Оказывается, диамагнетизм — универсальное свойство каждого атома, но иногда над диамагнетизмом преобладают другие, более сильные явления.

Вторая группа– это вещества, втягивающиеся в соленоид. К ним относятся, например, натрий, алюминий, жидкий кислород. Жидкий кислород ведет себя в этом эксперименте весьма эффектно – он втягивается в катушку с силой, превышающей его вес приблизительно в 8 раз! Такие вещества называютсяпарамагнетиками.Для некоторых веществ парамагнитный эффект проявляется слабее (алюминий, натрий) а для некоторых – сильнее (жидкий кислород). Эффект увеличивается с понижением температуры.

Третья группа: Железо, кобальт, никель, железосодержащие сплавы втягиваются в область магнитного поля с очень большой силой. На кусочек железа массой 1 г со стороны поля действует сила

40000 Н! Такие вещества называютсяферромагнетиками.Рассмотрим каждую из трех групп более подробно.

2.9 Виды магнетиков (диамагнетики, парамагнетики)

К диамагнетикам относятся такие вещества, у которых магнитный момент атома или молекулы в отсутствие внешнего магнитного поля равен нулю:

Магнитные моменты электронов в таких атомах в отсутствие внешнего магнитного поля взаимно скомпенсированы. Это характерно для атомов и молекул с полностью заполненными электронными оболочками, например для атомов инертных газов, молекул водорода, азота. При внесении такого вещества в магнитное поле его атомы и молекулы, согласно теореме Лармора, приобретают наведенные магнитные моменты , направленные для всех атомов и молекул одинаково против поля. Таким образом, вещество приобретает незначительную намагниченность, направленную против поля, вследствие чего диамагнетик выталкивается из неоднородного магнитного поля в направлении уменьшения напряженности поля. Для диамагнетиков χ отрицательна и очень мала, порядка

10 -6 . Магнитная восприимчивость μ=(1+χ) соответственно больше нуля и меньше единицы.

Для диамагнитных веществ существует линейная зависимость намагниченности от величины напряженности внешнего поля:

Данная зависимость изображена на рис.2.6.

Итак, диамагнитные вещества намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном направлению вектора магнитной индукции. Это свойство называется диамагнетизмом (диамагнитным эффектом).Характерно то, чтодиамагнетизм не зависит от температуры. Данное свойство присуще не только диамагнетикам, но и всем без исключения веществам, однако у пара- и ферромагнетиков диамагнетизм незаметен из-за наличия у них более сильных эффектов.