Справочник по основным разделам физики Математика примеры решения задач Курс теоретических основ электротехники Начертательная геометрия История искусства
Справочник по основным разделам физики

Магнитные свойства вещества

Парамагнетики – это вещества, атомы которых имеют, в отсутствии внешнего магнитного поля, отличный от нуля магнитный момент:

.

Диамагнетики – это вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствии внешнего поля раны нулю, т.к. магнитные моменты всех электронов атома взаимно скомпенсированы:

.

Ферромагнетики – это вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий – магнитного поля, деформации, температуры:

.

Частота вращения электрона на орбите:

.

Орбитальный ток:

.

Орбитальный магнитный момент электрона:

,

где S – площадь орбиты; единичный вектор нормали к S; скорость электрона.

Орбитальный момент импульса электрона – это момент импульса электрона, движущегося по орбите, который направлен противоположно по отношению к Рти связан с ним соотношением:

.

Гиромагнитное отношение орбитальных моментов:

,

где т – масса электрона.

Спин электрона – собственный момент импульса электрона:

,

где ,  постоянная Планка.

Спиновый магнитный момент электрона:

.

Гиромагнитное отношение спиновых моментов:

.

Квантовый магнитный момент (магнетон Бора):

.

Орбитальный магнитный момент атома – это геометрическая сумма орбитальных магнитных моментов всех электронов атома:

,

где Z – число всех электронов в атоме – порядковый номер элемента в периодической системе Менделеева.

Орбитальный момент импульса атома ­– называется геометрическая сумма моментов импульса всех электронов атома:

.

Угловая скорость ларморовской прецессии зависит только от индукции магнитного поля и совпадает с ней по направлению:

.

Теорема Лармора: единственным результатом влияния магнитного поля на орбиту электрона в атоме является прецессия орбиты и вектора орбитального магнитного момента электрона с угловой скоростью  вокруг оси, проходящей через ядро атома, параллельно вектору индукции магнитного поля.

Намагниченность  – количественная характеристика намагниченного состояния вещества:

,

где магнитный момент i-го атома из числа п атомов, в объеме .

Напряженность магнитного поля:

.

Закон полного тока для магнитного поля в веществе – циркуляция вектора напряженности магнитного поля  вдоль произвольно замкнутого контура L равна алгебраической сумме макротоков сквозь поверхность, натянутую на этот контур:

в интегральной форме: ;

в дифференциальной форме: ,

где  – алгебраическая сумма макротоков (токи проводимости и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел) и микротоков (токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах) сквозь поверхность, натянутую на замкнутый контур L.

Циркуляция вектора напряженности:

.

Связь намагниченности с напряженностью:

ϰ.

Магнитная восприимчивость среды:

ϰ.

УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА

Полный ток, определяющий магнитное поле в веществе:

,

где  вектор электрического смещения.

В зависимости от электропроводности среды и частоты (поля) оба слагаемых играют разную роль:

в металлах и на низких частотах  (в скин-эффекте не играет заметной роли);

в диэлектриках и на высоких частотах  играет основную роль.

Плотность тока смещения:

,

где  – плотность тока смещения в вакууме; – плотность тока поляризации.

Полная система уравнений Максвелла:

в интегральной форме:

,

;

в дифференциальной форме:

, ,

 

Уравнения состояния или материальные уравнения (определяются электрическими и магнитными свойствами среды):

   ,

здесь σ – удельная проводимость,  – плотность сторонних токов.

Роберт Бойль (Robert Boyle) (25.1.1627, Лисмор, Ирландия, - 31.12.1691, Лондон), английский химик и физик. Учился в Итоне. Сначала занимался религиозными и философскими вопросами, затем (с 1654 года), переселившись в Оксфорд, принял участие в работах научного общества (прозванного "невидимой коллегией", так как оно собиралось то в Оксфорде, то в Лондоне) и обратился к исследованиям в области химии и физики. В 1665 году получил степень почётного доктора физики Оксфордского университета.


Физические законы механики Физика атомного ядра