Намагниченность и магнитная индукция

Магнитное взаимодействие пространственно разделенных тел осуществляется магнитным полем с напряженностью H.

Намагниченность J - это вектор, численно равный суммарному магнитному моменту единицы объема вещества:

J= Σp_m / V.

Намагниченность возрастает с увеличением напряженности магнитного поля:

J = c H,

где c – магнитная восприимчивость.

Магнитное поле создает магнитную индукцию B. В вакууме магнитная индукция связана с напряженностью магнитного поля через магнитную проницаемость вакуума (магнитную постоянную) m₀ = 4p×10^-7 Гн/м:

B = m₀ H.

Магнитная индукция, создаваемая в присутствии вещества, складывается из векторов напряженности внешнего магнитного поля и намагниченности вещества:

B = m₀(H + J) = mm₀ H,

где m - относительная магнитная проницаемость.

Относительная магнитная проницаемость m показывает во сколько раз магнитная индукция в рассматриваемой точке поля в данном веществе больше, чем в вакууме.

Таким образом, напряженность H характеризует внешнее магнитное поле, а индукция B – внутреннее магнитное поле в веществе. Если внешнее магнитное поле изменяется, то m характеризует скорость изменения магнитного поля в веществе m_d = (dB / dH) - дифференциальная магнитная проницаемость.

Из связи между магнитной индукцией B и намагниченностью J следует, что c = m - 1.

Для изотропных веществ c и m - скаляры. Для анизотропных веществ направления векторов B и H могут не совпадать. В этом случае m и c являются функциями напряженности поля.

Классификация магнетиков

Диамагнетики

Собственные магнитные моменты атомов (молекул) диамагнетика в отсутствие внешнего поля равны нулю. Под действием внешнего магнитного поля электроны в заполненных электронных оболочках начинают описывать окружности вокруг направления поля - прецессировать. При этом у атомов появляются индуцированные магнитные моменты (диамагнитный эффект), которые существуют до тех пор, пока существует внешнее поле.

Так как индуцированные магнитные моменты направлены против внешнего поля, диамагнетики характеризуются малой отрицательной намагниченностью (они намагничиваются противоположно внешнему полю). К диамагнетикам относятся, например, благородные газы, некоторые металлы (Cu, Be, Zn, Pb и др.), полупроводники (Si, Ge), диэлектрики (полимеры, стекло), органические вещества.