Вопросы для самоконтроля

1. Что называется магнитным полем?

2. Как обнаружить магнитное поле? 

3. Что такое магнитные взаимодействия?

4. Что такое Сила Лоренца?

Направление действия Силы Лоренца. Примеры

Тема 4: Магнитные свойства вещества

План занятия:

1. Магнитные свойства вещества

2. Температура Кюри. 

Вопрос 1. Магнитные свойства вещества. Наличие у вещества магнитных свойств проявляется в изменении параметров магнитного поля по сравнению с полем в немагнитном пространстве. Происходящие физические процессы в микроскопическом представлении связывают с возникновением в материале под воздействием магнитного поля магнитных моментов микротоков, объёмная плотность которых называется вектором намагниченности. Возникновение намагниченности в веществе при помещении его в магнитное поле объясняется процессом постепенной преимущественной ориентации магнитных моментов циркулирующих в нём микротоков в направлении поля. Подавляющий вклад в создание микротоков в веществе вносит движение электронов: спиновое и орбитальное движение связанных с атомами электронов, спиновое и свободное движение электронов проводимости. По магнитным свойствам все материалы подразделяются на парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики, антиферромагнетики и ферриты. Принадлежность материала к тому или иному классу определяется характером отклика магнитных моментов электронов на магнитное поле в условиях сильных взаимодействий электронов между собой в многоэлектронных атомах и кристаллических структурах. Постоянные магниты можно изготовить из Fe, Co, Ni и из сплавов с этими металлами. Все вещества, помещенные в МП – намагничиваются. Ферромагнетики и их применение. Значительно более сильный эффект намагничивания наблюдается у ферромагнетиков. Магнитная восприимчивость у таких материалов положительная и может достигать нескольких десятков тысяч. У ферромагнетиков образуются области самопроизвольной спонтанной однонаправленной намагниченности - домены. Ферромагнетизмнаблюдается у кристаллов переходных металлов: железа, кобальта, никеля и у ряда сплавов. При наложении внешнего магнитного поля с возрастающей напряженностью векторы спонтанной намагниченности, изначально ориентированные в разных доменах по-разному, постепенно выстраиваются в одном направлении. Этот процесс называется техническим намагничиванием. Он характеризуется кривой начального намагничивания - зависимостью индукции или намагниченности от напряженности результирующего магнитного поля в материале.  Железный сердечник в катушке во много раз усиливает создаваемое ею магнитное поле, без увеличения силы тока. Постоянные магниты изготавливают из материалов, у которых упорядоченная ориентация элементарных токов не пропадает при выключении внешнего магнитного поля. ГипотезаАмпера Согласно гипотезе Амперавнутри молекул и атомов циркулируют элементарные электрические токи. Циркулирующие токи расположены беспорядочно, поэтому их действия взаимно компенсируются и тело не обнаруживает магнитных свойств.В намагниченном состоянииэлементарные токи обладают преимущественной ориентацией и их магнитные действия складываются.В настоящее время известно, что эти токи образуются в результате движения электронов в атомах.

Вопрос 2. Температура Кюри. Температура, при которой, исчезают магнитные свойства у ферромагнетиков, называют температурой Кюри.TK= 753˚C – для железа; ТК= 365˚С – для никеля; ТК= 1000˚С – для кобальта

Демонстрация фрагмента из видеофильма «Температура Кюри».