Las propiedades magnéticas de cualquier cuerpo están determinadas. Propiedades magnéticas de una sustancia (3) - Resumen

Propiedades magnéticas Sustancias

En todos los cuerpos colocados en un campo magnético, se produce un momento magnético. Este fenómeno se llama magniquivia.

Cuerpo magnetizado (magnético) crea un campo magnético adicional con inducción B.', Que interactúa con la inducción B. 0 \u003d μ a H.Debido a las corrientes macroscópicas. Ambos campos dan el campo resultante con inducción. B.que resulta en la adición vectorial B.'I. B. 0 .

En las moléculas de sustancias circulan corrientes cerradas; Cada una corriente es un momento magnético; En ausencia de un campo magnético externo, las corrientes moleculares son orientables para caóticas y el campo promedio creado por ellos será cero. Bajo la influencia campo magnético Los momentos magnéticos de las moléculas se centran principalmente a lo largo del campo, como resultado de lo cual la sustancia se magnetiza. La medida de la magnetización de la sustancia (magnética) es el vector de magnetización. Vector magnético I. igual a la suma vectorial de todos los momentos magnéticos pM. Las moléculas prisioneras en un solo volumen de sustancia:

El valor de χ se llama susceptibilidad magnética - El valor es digno de dimensiones.

En el sistema SI:	En el sistema SGSM:
B.′ = μ I.	B.'\u003d 4χ I.	2)
B. = μ 0 H. + μ I.	B. = H. + 4χ I.	3)
μ \u003d 1 + χ	μ \u003d 1 + 4π χ	4)

La curva que expresa la relación entre H. y B. o H. y I., llamada curva de magnetización.

Las sustancias para las cuales χ\u003e 0 (pero insignificantes) se llaman paramagnética ( paramagnets) sustancias para las cuales χ< 0, называются диамагнитными (diamagnetics). Sustancias que χ son mucho más unidas se llaman ferromagnets.

Los ferromagnetos difieren de paramagnetics y diamagnets cerca de las propiedades.

pero) La curva de magnetización de ferromagnetics tiene un carácter complejo (Fig. 1), para los paramagnos que representa una línea recta con un rincón positivo
El coeficiente para diamagnetics es recto con un coeficiente angular negativo. La susceptibilidad magnética y la permeabilidad de los ferromagnetos dependen de la fuerza del campo; Paramagnetics y diamagnets Esta dependencia no es.

Para Ferromagnets, la permeabilidad magnética inicial generalmente se indica: el valor límite de la permeabilidad magnética, cuando la intensidad y la inducción del campo están cerca de cero, es decir.

Curva la dependencia μ de H. Para los ferromagnets pasan a través de un máximo. Las tablas suelen indicar el valor máximo (μ MAX).

b) La susceptibilidad magnética de los ferromagnetos crece con una temperatura creciente. A cierta temperatura T. El Ferromagnet se convierte en un paramagnet; Esta temperatura se llama curie de temperatura (punto de curie). A temperaturas por encima del punto Curie, la sustancia es un paramagnet. Cerca de la temperatura de curie, susceptibilidad magnética, los aumentos de corte de Ferromagnet.

La susceptibilidad magnética de diamagnets y algunos paramagnets (por ejemplo, en el metal alcalino) no dependen de la temperatura. La susceptibilidad magnética de paramagnetics (para algunas excepciones) cambia de manera inversa proporcional a la temperatura absoluta.

en) El fragante ferromagnético es magnetizado por un campo magnético; adiccion B. (o I.) Ot H. Cuando se magnetiza, la curva 0-1 se expresará (Fig. 1). Esta curva se llama la curva de magnetización inicial. La magnetización en los campos débiles está creciendo rápidamente, luego el crecimiento se ralentiza y, finalmente, se produce el estado de saturación, en el que la magnetización casi permanece constante con el aumento adicional en el campo.

Se llama el valor máximo de la magnetización. magnetización de la saturación (ES.).

Con una disminución H. a cero B. (y I.) será cambiado por curva 1-2; Hay un retraso del cambio en la inducción de cambiar la fuerza del campo. Este fenómeno se llama histéresis magnética.

Valor de inducción que persiste en Ferromagnet después de abandonar el campo (cuando H. \u003d 0), se llama inducción residual ( B R.). Figura 1. B R. igual al segmento 0-2. Para Demagnet el Ferromagnet, necesita eliminar la inducción residual. Para hacer esto, necesita crear un campo de dirección opuesta. Cambiar la inducción en la dirección opuesta se representa la curva 2-3-4.

Tensión de campo H C. (Corte 0-3 en la FIG. 8), en el que la inducción es cero, se llama tensión coercitiva (fuerza).

Adiccion B. (o I.) De la tensión cambiante periódicamente del campo magnético desde + H. antes de - H. Se expresa por una curva cerrada 1-2-3-4-5-6-1. Tal curva se llama bucle de ingersis.

Por un ciclo de cambios en la fuerza de campo de + H. antes de - H. La energía se consume proporcional al área de los bucles de histéresis.

Las propiedades de los ferromagnés se explican por la presencia de áreas en ellos, que en ausencia de un campo magnético externo se nombra espontáneamente a la saturación. Estas áreas se llaman dominios. Pero la ubicación y la magnetización de estas áreas son las siguientes que la ausencia del campo la magnetización total de todo el cuerpo es cero.

Cuando el Ferromagnet está en un campo magnético, los límites entre los dominios se desplazan (en campos débiles) y los vectores de magnetización se giran en la dirección del campo de magnetización (en campos más sólidos), como resultado del cual se magnetiza el ferromagnético.

El Ferromagnet colocado en un campo magnético cambia sus dimensiones lineales, es decir, deformada. Este fenómeno se llama magnetostricción. El alargamiento relativo depende de la naturaleza del ferromagnet y la fuerza del campo magnético.

La magnitución del efecto magnetostrictiva no depende de la dirección del campo; En algunas sustancias hay acortamiento (níquel), otro alargamiento (hierro en campos débiles) a lo largo del cero. Este fenómeno se utiliza para obtener oscilaciones de ultrasonido con frecuencias de hasta 100 kHz.

Numerosos experimentos sugieren que todas las sustancias colocadas en un campo magnético se magnetizan y crean su propio campo magnético, cuya acción se está desarrollando con la acción de un campo magnético externo:

¿Dónde está la inducción magnética del campo en la sustancia? - La inducción magnética del campo al vacío, es la inducción magnética del campo que surge debido a la magnetización de la sustancia.

En este caso, la sustancia puede mejorar o debilitar el campo magnético. La influencia de la sustancia en el campo magnético exterior se caracteriza por el valor llamado la permeabilidad magnética de la sustancia.

Permeabilidad magnética - Este es un valor escalar físico que muestra cuántas veces la inducción del campo magnético en esta sustancia difiere de la inducción del campo magnético al vacío.

Sustancias debilitando el campo magnético externo se llaman diamagnetics (bismuto, nitrógeno, helio, dióxido de carbono, agua, plata, oro, zinc, cadmio, etc.).

Sustancias que realzan el campo magnético externo. paramagnetics (aluminio, oxígeno, platino, cobre, calcio, cromo, manganeso, sales de cobalto, etc.).

Para Diamagnetics\u003e 1. Pero en el mismo caso, la diferencia a partir de 1 es pequeña (varias fracciones de diez mil o cientos, de una). Entonces, por ejemplo, bismuth \u003d 0.9999 \u003d 1,000.

Algunas sustancias (hierro, cobalto, níquel, gadolinio y varias aleaciones) causan un fortalecimiento muy grande del campo externo. Se les llama ferromagnets. Para ellos \u003d 10 3 -10 5.

Por primera vez, una explicación de las razones, como resultado de las cuales los cuerpos tienen propiedades magnéticas, dieron amplificadores. Según su hipótesis, las moléculas internas y los átomos circulan el elemental. toki eléctrico.que determinan las propiedades magnéticas de cualquier sustancia.

Actualmente se ha establecido que todos los átomos y partículas elementales realmente tienen propiedades magnéticas. Las propiedades magnéticas de los átomos están determinadas principalmente por electrones incluidos en su composición.

De acuerdo con el modelo semi-chásico del átomo, propuesto por E. Rutherford y N. BOR, los electrones en los átomos se mueven alrededor del núcleo en las órbitas cerradas (en la primera aproximación, se puede considerar que en circular). El movimiento de electrones se puede representar como una corriente circular elemental, donde E es la carga de electrones, V es la frecuencia de rotación de electrones en órbita. Esta corriente forma un campo magnético, que se caracteriza por un momento magnético, su módulo está determinado por la fórmula donde S es el área de órbita.

El momento magnético del electrón, debido al movimiento alrededor del kernel, se llama momento magnético orbital. El momento magnético orbital es un valor vectorial, y la dirección está determinada por la regla del tornillo derecho. Si el electrón se mueve a lo largo de la flecha en el sentido de las agujas del reloj (Fig. 1), entonces las corrientes se dirigen contra el curso de las agujas del reloj (en la dirección de la carga positiva), y el vector perpendicular al plano de órbita.

Dado que las órbitas de varios electrones no coinciden en el plano de órbita, entonces sus momentos magnéticos están dirigidos a diferentes ángulos entre sí. El momento magnético orbital resultante del átomo multielectrónico es igual a la suma vectorial de los momentos magnéticos orbital de los electrones individuales.

Los átomos con parcialmente llenos de conchas electrónales poseen un momento magnético orbital incomparable. En átomos con conchas de electrones rellenas, es igual a 0.

Además del momento magnético orbital, el electrón aún tiene propio (giro) MOMENTO MAGNÉTICO Por primera vez, O. Stern y V. GERLS se instalaron en 1922. La existencia de un campo magnético en un electrón se explicó por su rotación alrededor de su propio eje, aunque no debería literalmente como la pelota de electrónicos cargados electrónicamente (el lobo ).

Se ha establecido de manera confiable que el campo magnético del electrón es la misma propiedad inalienable que su masa y su carga. El electrón, en una aproximación muy aproximada, se puede representar como una bola muy pequeña rodeada de campos eléctricos y magnéticos (Fig. 2). Los campos magnéticos en todos los electrones son los mismos que sus masas y cargas. Momento magnético de giro: vector dirigido a lo largo del eje de rotación. Solo se puede orientar de dos maneras: ya sea por ... o en contra ... Si está ubicado en el lugar donde se encuentra el electrón, hay un campo magnético externo, ya sea por campo o contra el campo. Como se muestra en física cuántica, de la misma manera condición energética Puede haber solo dos electrones, los momentos magnéticos de giro de los cuales son opuestos (principio Pauli).

Los átomos multielectronicos tienen momentos magnéticos de los electrones individuales, así como los momentos orbitales, se pliegan como vectores. En este caso, el momento magnético de la columna vertebral resultante de un átomo en los átomos con conchas de electrones rellenas es 0.

El momento magnético total del átomo (moléculas) es igual a la suma vectorial de momentos magnéticos (orbital y giro) en un átomo (molécula) de electrones:

La diamagnetics consiste en átomos, que en ausencia de un campo magnético externo no tienen sus propios momentos magnéticos, ya que son compensados \u200b\u200bcon todos los momentos magnéticos y todos los magnéticos orbitales.

El campo magnético exterior no actúa en todo el átomo de diamagnet, pero actúa sobre electrones separados del átomo, los momentos magnéticos de los cuales son diferentes de cero. Deje en el momento en que la velocidad de electrones sea un ángulo (Fig. 3) con la inducción magnética del campo externo.

Debido al componente en el electrón, Lorentz actuará (dirigido a nosotros en la FIG. 3), que causará adicional (excepto otros movimientos en los que se involucra un electrón en ausencia de un campo). Movimiento alrededor del círculo. Pero este movimiento es una corriente circular adicional, que creará un campo magnético caracterizado por un momento magnético (inducido), dirigido de acuerdo con la regla del tornillo derecho para cumplir. Como resultado, los diamagnetts debilitan el campo magnético externo.

Los paramagnetics consisten en átomos en los que el momento magnético resultante del átomo. En ausencia de un campo externo, estos momentos están orientados a la caótica y la sustancia en su totalidad, no crea un campo magnético a su alrededor. Al colocar paramagnets en el campo magnético se produce ventaja La orientación de los vectores en el campo (se evita el movimiento térmico de las partículas). Por lo tanto, el paramagnético se magnetiza, creando su propio campo magnético que coincide en la dirección con un campo externo y reforzándolo. Este efecto se llama paramagnético. Con un debilitamiento del campo magnético externo a cero, se rompe la orientación de los momentos magnéticos debido al movimiento de calor y el paramagnético se desmagó. En paramagnos, se observa un efecto diamagnético, pero es mucho más débil que paramagnético.

Hay corrientes circulares microscópicas ( toki molecular.). Esta idea en el futuro, después de la abertura del electrón y la estructura del átomo, se confirmó: estas corrientes son creadas por el movimiento de electrones alrededor del núcleo y, dado que están orientados por igual, en la cantidad del campo en el interior y alrededor del imán.

En la imagen pero Los planos en los que se colocan las corrientes eléctricas elementales se orientan aleatoriamente debido al movimiento de calor caótico de los átomos, y la sustancia no muestra propiedades magnéticas. En el estado magnetizado (en acción, por ejemplo, un campo magnético externo) (dibujo b.) Estos aviones están orientados por igual, y sus acciones se resumen.

Permeabilidad magnética.

La reacción del medio al efecto de un campo magnético externo con inducción B0 (campo en vacío) está determinado por susceptibilidad magnética μ :

dónde EN - Inducción del campo magnético en la sustancia. Permeabilidad magnética similar a la constante dieléctrica ɛ .

En sus propiedades magnéticas de la sustancia se dividen en diamagnetics, paramagnetics y fER.romagnetics. En el coeficiente de diamagnetics. μ que caracteriza las propiedades magnéticas del medio, menos de una (por ejemplo, bismuto μ \u003d 0.998424); Paramagnetico μ \u003e 1 (en platino μ - 1,00036); Ferromagneticov μ »1 (hierro, níquel, cobalto).

Diamagnetics se repelen desde el imán, los paramagnetics se sienten atraídos por ello. Según este reconocimiento, se pueden distinguir entre sí. En muchas sustancias, la permeabilidad magnética casi no es diferente de una, pero los ferromagnos lo superan considerablemente, alcanzando varias decenas de miles de unidades.

Ferromagnetics.

Las propiedades magnéticas más fuertes muestran ferromagnets. Los campos magnéticos que son creados por Ferromagnets son mucho más fuertes que la magnetización externa del carril. Es cierto, los campos magnéticos de los ferromagnetos se crean no debido a la circulación de electrones alrededor de los núcleos. momento magnético orbital, y debido a su propia rotación del electrón, su propio momento magnético, llamado espalda.

Temperatura curie ( T. de) - Esta es la temperatura por encima de la cual los materiales ferromagnéticos están te-rive sus propiedades magnéticas. Para cada Ferromagnet, es suyo. Por ejemplo, para hierro T s.\u003d 753 ° С, para níquel T s. \u003d 365 ° С, para cobalto T s. \u003d 1000 ° C. Hay brazos ferromagnéticos, tú que tienes T s. < 100 °С.

Los primeros estudios detallados de las propiedades magnéticas de los ferromagnets fueron realizados por un destacado físico ruso A. G. Tenolova (1839-1896).

Ferromagnetics se utilizan bastante ampliamente: como imanes permanentes (en dispositivos de medición eléctricos, altavoces, teléfonos, etc.), núcleos de acero en transformadores, generadores, motores eléctricos (para mejorar el campo magnético y la economía de la electricidad). En las cintas magnéticas que están hechas de ferromagnés, sonido e imágenes para grabadores de cinta y grabadoras de video. En las películas magnéticas delgadas, se paga la grabación de información para dispositivos de almacenamiento en ma-neumáticos electrónicos.

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El campo magnético es creado por corrientes eléctricas y imanes permanentes.
Todas las sustancias colocadas en un campo magnético crean su propio campo magnético.

Magnetización de la sustancia.

Todas las sustancias colocadas en un campo magnético se magnetizan, es decir, se convierten en fuentes de campo magnético.
Como resultado, el vector de inducción magnética en presencia de una sustancia difiere del vector de inducción magnética al vacío.

Hipótesis de amperios

La razón, debido a que los cuerpos tienen propiedades magnéticas, fue instalada por el físico francés Ampe: las propiedades magnéticas del cuerpo se pueden explicar por la corriente circulante en ella.

Moléculas y átomos interiores, hay corrientes eléctricas elementales que se forman debido al movimiento de electrones en átomos.
Si los planos en los que circulan estas corrientes se encuentran aleatoriamente en relación entre sí debido al movimiento de calor de las moléculas, sus acciones se compensan mutuamente, y ninguna propiedad magnética detectará el cuerpo

En el estado magnetizado, las corrientes elementales en el cuerpo están orientadas para que se desarrollen sus acciones.

Los campos magnéticos más fuertes crean sustancias llamadas. ferromagnets.
Hacen imanes permanentes, ya que el campo del Ferromagnet no desaparece después de apagar el campo de magnetización.

Los campos magnéticos son creados por ferromagnetos no solo debido a la circulación de electrones alrededor de los núcleos, sino también debido a su propia rotación. Los ferromagnetos existen áreas llamadas dominios alrededor de 0.5 micrones.

Si el Ferromagnet no se magnetiza, entonces la orientación de los dominios es caótica, y el campo magnético total creado por los dominios es cero.
Cuando el campo magnético externo, los dominios se enfocan a lo largo de las líneas de inducción magnética de este campo, y la inducción del campo magnético en los ferromagnés aumenta, se convierte en miles e incluso millones de veces más inducción del campo externo.

La temperatura de Curie.

A temperaturas, ciertas grandes para este Ferromagnet, sus propiedades ferromagnéticas desaparecen.
Esta temperatura se llama curie de temperatura Por el nombre del científico francés descubrió este fenómeno.
Cuando se calienta, los cuerpos magnetizados pierden sus propiedades magnéticas.
Por ejemplo, la temperatura de Curie para el hierro es de 753 ° C.
Hay aleaciones ferromagnéticas en las que la temperatura de curie es inferior a 100 ° C.

Aplicación de Ferromagnetics

Los cuerpos ferromagnéticos en la naturaleza no son tanto, pero encontraron un uso amplio.
Por ejemplo, un núcleo montado en la bobina fortalece el campo magnético creado por él, sin aumentar la fuerza actual en la bobina.
Cores de transformadores, generadores, motores eléctricos, etc. hechos de ferromagnetos.

Cuando se apaga el campo magnético externo, el Ferromagnet permanece magnetizado, es decir, crea un campo magnético en el espacio circundante.
Debido a esto hay imanes constantes.

Aplicación grande recibió ferritas: materiales ferromagnéticos que no son corriente eléctrica conductiva, compuestos químicos Oxidos de hierro con óxidos de otras sustancias.
Uno de los conocidos materiales ferromagnéticos es magnético Zheleznyak, es ferrita.

Los ferromagnetos se utilizan para la grabación de información magnética.
Los ferromagnetos producen cintas magnéticas y películas magnéticas que se utilizan para la grabación de sonido en grabadoras de cinta y para grabaciones de video en VCRS.

La grabación de sonido se produce en una cinta con un electromagnet, cuyo campo magnético cambia al tacto con oscilaciones de sonido.
Cuando la cinta se está moviendo cerca de la cabeza magnética, se magnetizan varias partes de la película.

Esquema de cabeza de inducción magnética

dónde
1 - núcleo de electromagnet;
2 - cinta magnética;
3 - brecha de trabajo;
4 devanado electromagnet.

El desarrollo de la tecnología de registro magnético ha llevado a la aparición de micro cabezas magnéticas, que se utilizan en una computadora que le permite crear una gran densidad de registro magnético, por lo que en un disco duro ferromagnético con un diámetro de varios centímetros se almacena hasta varios centímetros. Terabytes (10 12 bytes) de información. La lectura y el registro de información sobre un disco de este tipo se realiza utilizando un micro encabezado. El disco gira a una velocidad enorme, y la cabeza flota por encima del flujo de aire, lo que evita la posibilidad de daños mecánicos en el disco.

\\ (~ \\ \\ VEC B \u003d \\ VEC B_0 + \\ VEC B_1, \\)

donde \\ (~ \\ vec b \\) es la inducción magnética del campo en la sustancia; \\ (~ \\ \\ \\ \\ VEC B_0 \\) - La inducción magnética del campo en vacío, \\ (~ \\ VEC B_1 \\) es la inducción magnética del campo que surgió debido a la magnetización de la sustancia. En este caso, la sustancia puede mejorar o debilitar el campo magnético. La influencia de la sustancia en el campo magnético exterior se caracteriza por el valor de μ, que se llama la permeabilidad magnética de la sustancia.

\\ (~ \\ mu \u003d \\ dfrac b (b_0). \\)

Permeabilidad magnética - Este es un valor escalar físico que muestra cuántas veces la inducción del campo magnético en esta sustancia difiere de la inducción del campo magnético al vacío.

Dia y parámenes

Todas las sustancias tienen ciertas propiedades magnéticas, es decir, son magnéticos. Para la mayoría de las sustancias, la permeabilidad magnética μ está cerca de una y no depende de la magnitud del campo magnético. Sustancias para las cuales la permeabilidad magnética es ligeramente menor que una (μ< 1), называются diamagnetics, unidades ligeramente más (μ\u003e 1) - paramagnets. Las sustancias, la permeabilidad magnética de las cuales depende del valor del campo externo y puede exceder significativamente la unidad (μ "1) se llaman ferromagnets.

Los ejemplos de diamagnetics son plomo, zinc, bismuto (μ \u003d 0.9999); Paramagnetics - Sodio, Oxígeno, Aluminio (μ \u003d 1,00023); Ferromagnets: cobalto, níquel, hierro (μ alcanza valores de 8⋅10 3).

Por primera vez, una explicación de las razones, como resultado de las cuales los cuerpos tienen propiedades magnéticas, le dieron a Henri Ampere (1820). De acuerdo con su hipótesis, las corrientes eléctricas elementales circulan dentro de las moléculas y átomos, que determinan las propiedades magnéticas de cualquier sustancia.

Tomar un poco de sólido Su magnetización está asociada con las propiedades magnéticas de las partículas (moléculas y átomos), de los cuales consiste. Considere qué circuitos con corriente son posibles en el micro nivelado. Los átomos del magnetismo se deben a dos razones principales:

1) El movimiento de electrones alrededor del núcleo en las órbitas cerradas ( momento magnético orbital) (Figura 1);

2) la propia rotación de electrones (atrás) ( momento magnético de giro) (Figura 2).

Por curiosidad. El momento magnético del contorno es igual al producto de la corriente en el circuito en el área cubierta por el contorno. Su dirección coincide con la dirección del vector de inducción de campo magnético en el centro del circuito con la corriente.

Dado que los órbitas de diferentes electrones no se coinciden en el plano, entonces el vector de inducción de vector de campos magnéticos creados por ellos (momentos magnéticos orbitales y magnéticos) se dirige a diferentes ángulos entre sí. El vector de inducción resultante del átomo multielectrónico es igual a la suma vectorial de los vectores de inducción de los campos creados por electrones individuales. Los campos no compensados \u200b\u200btienen átomos con conchas eléctricas parcialmente llenas. En átomos con conchas de electrones rellenas, el vector de inducción resultante es 0.

En todos los casos, el cambio en el campo magnético se debe a la aparición de corrientes de magnetización (se observa un fenómeno inducción electromagnética). En otras palabras, el principio de superposición para el campo magnético permanece justo: el campo dentro de la magnética es la superposición del campo externo \\ (~ \\ VEC B_0 \\) y los campos \\ (~ \\ VEC B "\\) Las corrientes de magnetización i 'que ocurren bajo la acción del campo exterior. Si el campo de las corrientes de magnetización se dirige de la misma manera que el campo externo, la inducción del campo total será mayor que el campo externo (Fig. 3, a), en este caso, decimos que la sustancia mejora el campo ; Si el campo de las corrientes de magnetización es de manera opuesta, el campo total será menor que el campo externo (Fig. 3, B), es en este sentido que decimos que la sustancia debilita el campo magnético.

Higo. 3.

EN diamagnetics Las moléculas no tienen su propio campo magnético. Bajo la acción de un campo magnético externo en átomos y moléculas, el campo de las corrientes de magnetización se dirige opuesta al campo exterior, por lo que el módulo del vector de inducción magnética \\ (~ \\ VEC B \\) el campo resultante será menor que el Módulo de vector de inducción magnética \\ (~ \\ \\ \\ VEC B_0 \\) del campo externo.

EN paramagnets Las moléculas tienen su propio campo magnético. En ausencia de un campo magnético externo debido al movimiento térmico del vector de la inducción de los campos magnéticos de los átomos y las moléculas, está orientado harticular, por lo que su magnetización promedio es cero (Fig. 4, a). Cuando se aplica un campo magnético externo a los átomos y las moléculas, el momento de las fuerzas comienza a actuar, esforzándose por convertirlas para que sus campos estén orientados paralelos al campo exterior. La orientación de las moléculas paramagnéticas conduce al hecho de que la sustancia se magnetiza (Fig. 4, B).

Higo. cuatro

La orientación completa de las moléculas en un campo magnético evita su movimiento de calor, por lo que la permeabilidad magnética del paramagnetics depende de la temperatura. Obviamente, con una temperatura creciente, la permeabilidad magnética de los paramagnets disminuye.

Ferromagnetics

El nombre de esta clase de materiales magnéticos proviene del nombre de Iron Latin - Ferrum. caracteristica principal Estas sustancias se encuentran en la capacidad de mantener la magnetización en ausencia de un campo magnético externo, todos los imanes permanentes se refieren a la clase de Ferromagnets. Además de hierro, las propiedades ferromagnéticas tienen sus "vecinos" en la mesa Mendeleev - Cobalt y Níquel. Los ferromagnetos son ampliamente encontrados uso práctico En ciencia y tecnología, por lo tanto, un número significativo de aleaciones tiene propiedades ferromagnéticas diferentes.

Todos los ejemplos anteriores de Ferromagnets pertenecen a los metales de transición, cuya cubierta electrónica contiene varios electrones no emparejados, lo que conduce al hecho de que estos átomos tienen un campo auto-magnético significativo. En el estado cristalino, debido a la interacción entre los átomos en los cristales, surgen áreas de magnetización espontánea (espontánea): los dominios. Las dimensiones de estos dominios constituyen la décima y las células del milímetro (10 -4 - 10 -5 m), que superan significativamente las dimensiones del átomo individual (10 -9 m). Dentro del mismo dominio, los campos magnéticos de los átomos están orientados estrictamente paralelos, la orientación de los campos magnéticos de otros dominios en ausencia de un campo magnético externo cambia arbitrariamente (Fig. 5).

Por lo tanto, en el estado no magnetizado dentro del ferromagnet, hay campos magnéticos fuertes, cuya orientación al cambiar de un dominio a otro está cambiando de manera caótica al azar. Si los tamaños del cuerpo exceden significativamente el tamaño de los dominios individuales, entonces el campo magnético promedio creado por los dominios de este cuerpo está prácticamente ausente.

Si pones un ferromagnet en un campo magnético externo. EN 0, los momentos magnéticos de los dominios comienzan a reconstruir. Sin embargo, la rotación espacial mecánica de las secciones de la sustancia no ocurre. El proceso de recarga se asocia con cambios en el movimiento de los electrones, pero no con un cambio en la posición de los átomos en los nodos red cristalina. Los dominios que tienen la orientación más favorable con respecto a la dirección del campo aumentan su tamaño debido a los dominios vecinos "orientados incorrectamente", absorbiéndolos. En este caso, el campo en la sustancia aumenta esencialmente.

Propiedades de Ferromagnetics

1) Las propiedades ferromagnéticas de la sustancia se manifiestan solo cuando la sustancia correspondiente es en condiciones cristalinas;

2) Las propiedades magnéticas de los ferromagnés son altamente dependientes de la temperatura, ya que la orientación de los campos magnéticos de los dominios se ve obstaculizada. Para cada Ferromagnet, hay una cierta temperatura en la que la estructura del dominio está completamente destruida, y el Ferromagnet se convierte en un paramagnet. Este valor de temperatura se llama punto de curie. Entonces, para hierro puro, el valor de temperatura de Curie es de aproximadamente 900 ° C;

3) Ferromagnetics se magnetizan a la saturación En campos magnéticos débiles. La Figura 6 muestra cómo cambia el módulo de inducción de campo magnético B. En acero con un cambio en el campo externo. B. 0 ;

4) La permeabilidad magnética del Ferromagnet depende del campo magnético externo (Fig. 7).

Esto se explica por el hecho de que al principio está aumentando. B. 0 inducción magnética B. Crece más fuerte, y, por lo tanto, μ aumentará. Luego con inducción magnética. B.'0 Viene saturación (μ en este momento máximo) y con mayor incremento B. 0 inducción magnética B. 1 en la sustancia deja de cambiar, y disminuye la permeabilidad magnética (tiende a 1):

\\ (~ \\ mu \u003d \\ DFRAC B (B_0) \u003d \\ DFRAC (B_0 + B_1) (B_0) \u003d 1 + \\ DFRAC (B_1) (B_0); \\)

5) Los ferromagnets tienen magnetización residual. Si, por ejemplo, una barra ferromagnética se coloca en un solenoide, que pasa la corriente y se magnetiza a la saturación (punto PERO) (Fig. 8), y luego reducir la corriente en el solenoide, y con él y B. 0, entonces se puede observar que la inducción del campo en la barra en el proceso de su desmagnetización sigue siendo mayor que en el proceso de magnetización. Cuándo B. 0 \u003d 0 (la corriente en el solenoide está apagada), la inducción será igual B R. (inducción residual). La varilla se puede quitar del solenoide y se usa como un imán permanente. Para finalmente, Demagnet, la varilla, debe omitir la corriente de solenoide de la dirección opuesta, es decir, Aplicó un campo magnético externo con la dirección opuesta al vector de inducción. Aumentando ahora en la inducción del módulo de este campo a B OC., desmagnetizar la barra ( B. = 0).).

Así, con la magnetización y la desmagnetización de la inducción ferromagnética. B. retrasarse B. 0. Este retraso se llama el fenómeno de la histéresis.. La curva que se muestra en la Figura 8 se llama bucle de ingersis.

Histéresis (Griego. Ὑστέρησις - "suelto"): propiedad de los sistemas que no son seguidos inmediatamente por las fuerzas adjuntas.

El tipo de curva de magnetización (bucles de histéresis) difiere significativamente para varios materiales ferromagnéticos, que han encontrado una aplicación muy amplia en aplicaciones científicas y técnicas. Algunos materiales magnéticos tienen un bucle ancho con altos valores de magnetización residual y fuerza coercitiva, se llaman magnéticamente difícil y utilizado para la fabricación de imanes permanentes. Para otras aleaciones ferromagnéticas, los valores pequeños de la fuerza coercitiva son característicos, tales materiales son fácilmente magnificando y aumentando incluso en campos débiles. Tales materiales se llaman suave magnético y se utiliza en varios electrodomésticos: relés, transformadores, tuberías magnéticas, etc.

Literatura

Aksenovich L. A. Física en escuela secundaria: Teoría. Tareas. Pruebas: Estudios. Manual para las instituciones que garantizan la producción de total. medios de comunicación, educación / L. A. AKSENOVICH, N.N.RAKINA, K. S. Farino; Ed. K. S. Farino. - MN: Adukatsya I Vikhavanna, 2004. - C.330-35.
Zhilko, V. V. Física: Estudios. Manual para el 11º CL. educación general. Shk. con rus. Yaz. Capacitación / V. V. Zhilko, A.V. Lavrinenko, L. G. Markovich. - MN: NAR. Asveta, 2002. - P. 291-297.