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) |
Намагниченность магнетика. Вектор напряженности магнитного поля
В отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов ориентированы беспорядочно, поэтому суммарный магнитный момент равен нулю. Под действием внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов приобретают преимущественную ориентацию в одном направлении, вследствие чего вещество намагничивается, при этом его суммарный магнитный момент становиться отличным от нуля. Степень намагничивания вещества характеризуется намагниченностью . По определению , (2.6) где D V – макроскопически малый объем вещества, взятый в окрестности рассматриваемой точки, – магнитный момент отдельного атома. Суммирование производится по всем магнитным моментам атомов, заключенных в объеме D V. Намагниченность является основной величиной, характеризующей магнитное состояние вещества. Зная намагниченность в каждой точке какого-либо тела, можно определить и магнитное поле, создаваемое рассматриваемым намагниченным телом. Задача сильно упрощается, если намагниченность одинакова во всех точках магнетика. В этом случае при сложении молекулярных токов прилегающие их отрезки, имеющие противоположные направления токов, взаимно компенсируются и остаются только отрезки токов, примыкающие к поверхности магнетика. Поэтому действие всех молекулярных токов будет такое же, как действие некоторого поверхностного тока, обтекающего намагниченный магнетик. Величина указанного поверхностного тока определяется значением намагниченности . Намагниченный магнетик создает магнитное поле , которое накладывается на внешнее магнитное поле . Оба поля в сумме дают результирующее поле в веществе . (2.7) Индукция магнитного поля связана с намагниченностью . Для того, чтобы установить эту связь, рассмотрим объем магнетика цилиндрической формы, помещенного во внешнее однородное магнитное поле (рис. 2.3). Пусть l – длина цилиндра, S – площадь поперечного сечения, и пусть цилиндр расположен вдоль силовых линий внешнего магнитного поля. Намагниченность будем считать всюду одинаковой и направленной по оси цилиндра. Соседние молекулярные токи внутри цилиндра будут компенсировать друг друга, а молекулярные токи, находящиеся у поверхности цилиндра, будут эквивалентны некоторому числу N поверхностных токов I. Эти токи и будут определять намагниченность J внутри цилиндра. По определению
, где , – магнитный момент одного поверхностного тока I, V = Sl – объем цилиндра. Тогда , (2.8) где n = N / l – число поверхностных токов на единицу длины цилиндра. С другой стороны, получившийся из поверхностных токов соленоид создает внутри цилиндра магнитное поле, индукция которого, как известно, равна . (2.9) Сравнивая (2.8) и (2.9), получим связь индукции магнитного поля с намагниченностью . . (2.10) Результирующее магнитное поле тогда равно . (2.11) Таким образом, магнитное поле в веществе определяется намагниченностью . Однако более удобно описывать магнитное поле в веществе с помощью новой физической величины . (2.12) Эта величина называется напряженностью магнитного поля. В вакууме , и поэтому . Исторически намагниченность вещества принято связывать не с магнитной индукцией, а с напряженностью магнитного поля. Полагают, что в каждой точке вещества пропорционально , т.е. , (2.13) где коэффициент (хи) – безразмерная величина, называемая магнитной восприимчивостью вещества. Подставляя в формулу (2.12) выражение (2.13) для , получим . (2.14) Безразмерная величина называется относительной магнитной проницаемостью вещества.
Дата добавления: 2015-07-02; Просмотров: 4022; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |