КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Природа магнетизма
Природа магнетизма складывается из двух факторов 1. Природа магнетизма элементарных частиц (электрона, протона, нейтрона, позитрона, мезона) 2. Природа магнетизма взаимосвязи между элементарными частицами
Электрон движется за счет имеющегося у него момента импульса - механического момента. Кроме момента импульса электрон обладает магнитным моментом (m s) m s - магнитный момент электрона m s= = где - постоянная Планка е - электронный заряд m - магнитный момент
Магнитный момент электрона оценивает магнетизм атома и называется магнитоном бора. m s - это вектор, записанная формула означает проекцию вектора магнитного момента электрона на протяженность магнитного поля, окружающего пространства. Протон обладает механическим моментом - моментом импульса и вращается вокруг собственной оси за счет наличия момента импульса. Это вращение называется прецессией (движение волчка). Каждый протон обладает электрическим зарядом, следовательно, обладает магнитным моментом (mр)h = mр - проекция магнитного момента протона e - заряд протона m - масса протона Магнитные моменты зависят от размеров и величины mр < в 2000 раз mэ Магнетизм электрона складывается из магнетизма выработанного спиновым эффектом электрона - моментом импульса и магнетизмом орбитального движения. В сумме магнетизм атома обусловлен спиновым и орбитальным магнетизмом электрона положительным ядерным магнетизмом протона. Позитрон и мезон имеют положительный заряд, положительный магнитный момент тоже создают магнитное поле, но они являются короткоживущие, поэтому не создают постоянного магнетизма. Основными магнитными характеристиками вещества является магнитная восприимчивость и магнитная намагниченность. Горные породы и вещества воспринимают или проводят магнитное поле по-разному, одни хорошо, другие слабо. Способность горных пород воспринимать магнитное поле называется магнитной восприимчивостью (æ). Значение магнитной восприимчивости зависит от формы образца, размера и состава. Магнитная восприимчивость является коэффициентом пропорциональности между намагниченностью и напряженностью магнитного поля.
Способность горных пород отдавать магнитное поле называется намагниченностью - Намагниченность зависит от магнитной восприимчивости и напряженности магнитного поля (H). æh æ= Эта формула справедлива для диамагнетиков и парамагнетиков. æ константа для определенного типа пород. В зависимости от величины æ горные породы делят на ü Диамагнетики æ<0 ü Парамагнентики æ>0 ü Ферромагнетики æ >>0 ü Антиферромагнетики ü Ферримагнетики Диамагнетики за счет атомного магнетизма создают отрицательное магнитное поле в силовых линиях напряженности магнитного поля цилиндрики - диамагнетики встают перпендикулярно к силовым линиям. Все вещества в природе диамагнитные. Парамагнетики - это диамагнетики с лишними электронами, которые создают дополнительную магнитную силу. Цилиндрики - парамагнетики встают параллельно силовым линиям напряженности магнитного поля. Ферромагнетики, антиферромагнетики и ферримагнетики имеют другую природу магнетизма. Их магнетизм обусловлен доменной структурой. Домен - магнит, размеры его 1*10-8 см Ферромагнетики - совокупность доменов, внутри которых идет спонтанная перестройка атомов. Ферромагнетик имеет домены, в которых магнитные моменты ориентированы параллельно между собой в одном и том же направлении.
Внутри ферромагнетика происходит компенсация магнитных сил, и остаются только два заряда на верхней кромке. Таким образом, мы имеем горную породу, у которой намагниченными оказываются верхняя и нижняя кромка. Угловые точки самые магнитные.
Антиферромагнетики имеют доменную структуру с преобладанием антипараллельных доменов с полной их компенсацией. Ферромагнетик - доменная структура с неполной компенсацией. Закон связи намагниченности и магнитной восприимчивости сложен. æ безразмерная величина. Намагниченность есть вектор, который зависит от величины и направления напряжения магнитного поля, действующий в прошлой геологической эпохи и в современность. Можно представить через сумму влияний напряженности
общий вектор остаточная намагниченность, приобретенная в прошлые геологические эпохи. намагниченность, индуцированная современным магнитным полем в системе СИ измеряется в Ампер/метр в системе СГС в единицах СГС Напряженность магнитного поля, магнитная индукция.
Из условия статики имеем H - напряженность магнитного поля B - магнитная индукция Магнит - это объект, имеющий два магнитных заряда, расположенных друг от друга на некотором расстоянии, знаки противоположны. Силовые линии напряженности магнитного поля H выходят из положительного магнитного заряда, а заходят в отрицательный. Начинаются на положительной кромке тела и заканчиваются, а отрицательной. Напряженность магнитного поля (H) создает внешние силовые линии. Силовые линии напряженности магнитного поля имеют начало и конец. Внутреннее поле идет от плюса к минусу и определяют внутреннее состояние намагниченности вещества (). Намагниченность выступает в роли размагничивающего внутреннего эффекта.
Силовые линии магнитной индукции не имеет ни начала, ни конца. Магнитная индукция определяет поток напряженности через объект. Различия между силовыми линиями напряженности и магнитной индукцией видны только вблизи объекта исследования. Чем дальше от источника, тем меньше отличий H от B. В системе СГС H измеряется в эрстедах 1Э=10-3 мЭ (данные магнитных съемок до 80-х гг. даны в мЭ) В системе СИ H измеряется в Ампер/м 1Э=79,6 мЭ рабочей единицей в системе Си является гамма
Э, мЭ, 1Э В системе СИ В измеряется в Тесла (Тл). Тесла - магнитная индукция, которая создается вокруг проводника с током, если течет ток 1 Ампер. 1нТл=Тл 1нТл=1 Связь В и Н: - абсолютное значение магнитной проницаемости среды. - магнитная проницаемость вакуума. æ - магнитная проницаемость среды. (H+I) (H+ æH) (1+ æ) - способность горных пород пропускать поток силовых линий магнитной индукции. Элементы земного магнетизма (ЭЗМ) Магнитное поле - пространство, где ощущается действие магнитных сил. Магнитное поле характеризуется векторной величиной В или Н. Это вектор определенного направления и определенной величины. Основная характеристика напряженности - это Т - полный вектор напряженности магнитного поля или Т - полный вектор магнитной индукции. Т - касательная к силовым линиям Н или В. Измерить вектор по величине и направлению очень трудное занятие, поэтому сначала были разработаны приборы, измеряющие составляющие вектора Т. Пусть в точке О имеем полный вектор Т. В точке О создадим систему координат. Ось X направлена на географический север, ось Y - восток, ось Z перпендикулярно вниз. Проектируем Т на OXY. Проекция Т на OXY - горизонтальная составляющая () полного вектора Т если спроектировать параллельно. Проекция Т на Z - вертикальная составляющая. Х - северная составляющая вектора Т на ось Y. Y - восточная составляющая. склонение наклонение T, H, Z, X, Y, D, I - элементы земного магнетизма, регистрируются непрерывно по всему земному шару в обсерваториях. Рисунок сделан для Советского Союза. Каждый элемент должен обладать знаком. Вектор Т имеет положительный знак, направлен вниз в северном полушарии, в южном полушарии - вверх. Горизонтальная составляющая имеет положительный знак, если она отклоняется к востоку, если к западу - минус. D+ I+ Измеренные значения элементов земного магнетизма изображаются на картах в виде изолиний или линий равных значений. ü если на картах изображены T, H, Z, X, Y то пишут карта изодинам (Т). ü если на картах изображено склонение - карта изогон
ü если на картах изображено наклонение - карта изоклин. Между элементами земного магнетизма имеется тесная связь. Магнитный момент можно получить из понятия намагниченности - магнитный момент единицы объема. - магнитный момент - объем - намагниченность Магнитный момент - основная характеристика при решении прямых задач магниторазведки. (магнитный момент объемных тел, трехмерных) - поперечное сечение двухмерного вытянутого объекта В любой точке пространства величина полного вектора магнитной индукции может быть подсчитана по формуле: - расстояние от центра земли до точки вычисления - магнитная широта точки наблюдения Аналогично
Эти формулы использовал в 1835 году Симонов. Он вычислил теоретическое магнитное поле для всего земного шара.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 1499; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |