Для объяснения магнитных явлений в веществе рассматривают движение электронов в атоме согласно классической механике. Электрон вращается вокруг ядра по круговой орбите.
| Электрон, движущийся по орбите эквивалентен круговому току и обладает поэтому орбитальным магнитным моментом и модулем , так как - сила тока. - частота вращения электрона, - площадь орбиты. Теперь . |
| Рис.1. |
Направление
определяют по правилу буравчика.
Кроме орбитального магнитного момента электрон обладает собственным магнитным моментом – спином
. Спин имеет квантовую природу и не имеет аналогов в классике. Общий магнитный момент атома или молекулы
равен векторной сумме магнитных моментов (орбитальных и спиновых) входящих в атом электронов
.
Магнитный момент ядра атома в 1000 раз меньше магнитных моментов электронов и они не учитываются.
При попадании вещества в магнитное поле оно намагничивается. Для количественного описания намагничивания вводят векторную величину
- намагниченность.
Вектором намагничивания данного вещества называется физическая величина, численно равная магнитному моменту единицы объема
,
- магнитный момент магнетика, равный векторной сумме магнитных моментов отдельных молекул.
- измеряется в А/м,
- объем магнетика..
Магнитное поле в веществе складывается из двух полей: внешнего поля, создаваемого током, и поля создаваемого намагниченным веществом. Вектор магнитной индукции результирующего поля в магнетике равен векторной сумме магнитных индукций внешнего поля
, поля образованного намагничивающим током в вакууме и поля микротоков
,
(1)
,
.
Магнитное поле макротока описывается вектором напряженности
.
Опыт показывает, что при небольших
величина вектора намагничивания в изотропных средах пропорциональна напряженности поля
, вызывающего намагничение
,
- магнитная восприимчивость вещества (безразмерная величина).
,
- безразмерная величина представляет собой магнитную проницаемость вещества.
В зависимости от знака и величины восприимчивости все магнетики делятся на три группы:
- диамагнетики
,
- парамагнетики
,
- ферромагнетики
.
и модулем
, так как
- сила тока.
- частота вращения электрона,
- площадь орбиты. Теперь
.