Магнитные свойства вещества. Ферромагнетики, их намагничивание.

Все вещества – магнетики! Магнетики состоят из атомов, которые в свою очередь состоят из положительных ядер и вращающихся вокруг них электронов. Электрон, движущийся по орбите в атоме создаёт орбитальный ток с магнитным моментом . Вращаясь вокруг своей оси, электрон создаёт собственный магнитный момент – спин. Магнитное поле орбитального тока компенсируется спином электрона.Общий орбитальный момент атома равен векторной сумме магнитных моментов (орбитальных и спиновых) всех электронов:

В магнитном поле с индукцией В на электрон, движущийся по орбите, действует сила Лоренца. При этом изменяется орбита электрона и атом проявляет магнитные свойства. Все вещества, помещенные во внешнее магнитное поле, создают собственное внутреннее магнитное поле. Магнитное поле в веществе является суперпозицией двух полей: внешнего магнитного поля, создаваемого макротоками и внутреннего или собственного, магнитного поля, создаваемого микротоками.

Постоянные магниты. Вещества, обладающие сильными магнитными свойствами называются ферромагнетиками. Ферромагнетики - постоянные магниты.

Естественные магниты - магнитный железняк. Химический состав 31% FeO и 69% Fe₂ O_3.

В ферромагнетиках есть области самопроизвольного намагничивания, в которой моменты атомов параллельны друг другу – домены размером 10^–2–10^–4 см. В разных доменах индукции магнитных полей имеют различные направления и в большом кристалле взаимно компенсируют друг друга. Домены отделены друг от друга переходным слоем, называемым блоховской стенкой.

С увеличением индукции внешнего поля возрастает магнитная индукция намагниченного вещества. В очень сильном внешнем поле домены, в которых собственное магнитное поле совпадает по направлению с внешним полем, поглощают все остальные домены, и наступает магнитное насыщение.

Петля гистерезиса ферромагнетика.Петля гистерезиса – график зависимости намагниченности вещества от напряженности магнитного поля. Петля гистерезиса ферромагнетика. Стрелками указано направление процессов намагничивания и размагничивания ферромагнитного образца при изменении индукции B₀ внешнего магнитного поля. Остаточная намагниченность образцов позволяет создавать постоянные магниты. Для того, чтобы полностью размагнитить образец, необходимо, изменив знак внешнего поля, довести магнитную индукцию B₀ до значения –B_0c, которое принято называть коэрцитивной силой. Коэрцитивная сила - величина, равная индукции внешнего магнитного поля, необходимого для изменения индукции в материале от остаточной до нуля. Далее процесс перемагничивания может быть продолжен, как это указано стрелками. Большой коэрцитивной силой (широкой петлей гистерезиса) обладают магнитотвердые материалы, используемые для изготовления постоянных магнитов. Малую коэрцитивную силу имеют магнитомягкие материалы (используются для изготовления сердечников трансформаторов, двигателей и т.д.).

Точка Кюри

У каждого ферромагнетика имеется такая температура называемая точкой Кюри (Т_К), выше которой это вещество теряет свои особые магнитные свойства.

Наличие температуры Кюри связано с разрушением при T > T_К упорядоченного состояния в магнитной подсистеме кристалла – параллельной ориентации магнитных моментов.

Температура Кюри T_С ферромагнетиков

Материал Fe Co Ni Gd Dy Ho Tm Er

Температура Кюри, K 19,6

Высокими значениями температуры Кюри обладают ферриты. Ферриты – ферромагнитные неметаллические материалы – соединения окиси железа (Fe₂O₃) с окислами других металлов. Ферриты сочетают ферромагнитные и полупроводниковые свойства, примененяют как магнитные материалы в радиоэлектронике и вычислительной технике. Ферриты обладают высокими значениями намагниченности.

<== предыдущая лекция	\|	следующая лекция ==>
Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярность.	\|	МИКРОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 3147;

Поиск по сайту

Узнать еще