Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ)



Магнитное поле в веществе. При изучении магнитного поля в веществе различают два типа токов – макротоки и микротоки. Макротоками называются токи проводимости и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел. Микротоками (молекулярными токами) называют токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах. Магнитное поле в веществе является суперпозицией двух полей: внешнего магнитного поля, создаваемого макротоками и внутреннего или собственного, магнитного поля, создаваемого микротоками.

Ампер выдвинул следующую гипотезу: в веществе циркулируют замкнутые токи. Каждый замкнутый

ток представляет собой магнитный момент и создает магнитное поле вокруг себя. Без внешнего поля в

обычных средах (не ферромагнитных) они ориентированы беспорядочно и полное поле от них равно нулю.

Под влиянием внешнего магнитного поля магнитные моменты молекул приобретают преимущественную

ориентацию. Отсюда суммарный магнитный момент образца не равен нулю, вещество – магнетик,

намагничивается и в нем появляется внутреннее магнитное поле B

Магнитное поле в веществе  

При изучении магнитного поля в веществе различают два типа токов – макротоки и микротоки.

Макротокаминазываются токи проводимости и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел.

Микротоками (молекулярными токами) называют токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах.

Магнитное поле в веществе является суперпозицией двух полей: внешнего магнитного поля, создаваемого макротоками и внутреннего, или собственного, магнитного поля, создаваемого микротоками.

Характеризует магнитное поле в веществе вектор , равный геометрической сумме и магнитных полей:

  , (6.3.1)  

Количественной характеристикой намагниченного состояния вещества служит векторная величина – намагниченность , равная отношению магнитного момента малого объема вещества к величине этого объема:

  , (6.3.2)  

где – магнитный момент i-го атома из числа n атомов, в объеме ΔV.

Для того чтобы связать вектор намагниченности среды с током , рассмотрим равномерно намагниченный параллельно оси цилиндрический стержень длиной h и поперечным сечением S (рис. 6.3, а). Равномерная намагниченность означает, что плотность атомных циркулирующих токов внутри материала повсюду постоянна.

а б в

Каждый атомный ток в плоскости сечения стержня, перпендикулярной его оси, представляет микроскопический кружок, причем все микротоки текут в одном направлении – против часовой стрелки (рис. 6.3, б). В местах соприкосновения отдельных атомов и молекул (А, В) молекулярные токи противоположно направлены и компенсируют друг друга (рис.6.3, в). Нескомпенсированными остаются лишь токи, текущие вблизи поверхности материала, создавая на поверхности материала некоторый микроток , возбуждающий во внешнем пространстве магнитное поле, равное полю, созданному всеми молекулярными токами.

Закон полного тока для магнитного поля в вакууме можно обобщить на случай магнитного поля в веществе:

  , (6.3.3)  

где и – алгебраическая сумма макро- и микротоков сквозь поверхность, натянутую на замкнутый контур L.

Как видно из рисунка 6.4, вклад в дают только те молекулярные токи, которые нанизаны на замкнутый контур L.

Рис. 6.4

Алгебраическая сумма сил микротоков связана с циркуляцией вектора намагниченности соотношением

  , (6.3.4)  

тогда закон полного тока можно записать в виде

  , (6.3.5)  

Вектор

называется напряженностью магнитного поля.

Таким образом, закон полного тока для магнитного поля в веществе утверждает, что циркуляция вектора напряженности магнитного поля вдоль произвольного замкнутого контура L равна алгебраической сумме макротоков сквозь поверхность, натянутую на этот контур:

  , (6.3.6)  

Выражение (6.3.6) – это закон полного тока в интегральной форме. В дифференциальной форме его можно записать:

  , (6.3.7)  

Намагниченность изотропной среды с напряженностью связаны соотношением:

  , (6.3.8)  

где – коэффициент пропорциональности, характеризующий магнитные свойства вещества и называемый магнитной восприимчивостью среды. Он связан с магнитной проницаемостью соотношением .





Дата публикования: 2015-07-22; Прочитано: 981 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2022 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.008 с)...