Магнитное поле вещества. Физика. 11 класс.

Республика Татарстан

г.Зеленодольск МБОУ «Гимназия №5 ЗМР РТ»

Магнитное поле вещества.

Учитель физики

Салаватова Люция Ленаровна

Физика 11 класс

Гипотеза Ампера.

Магнитные свойства любого тела определяется замкнутыми электрическими

токами внутри него.

Согласно гипотезе Ампера внутри молекул и атомов циркулируют элементарные электрические токи. Эти токи образуются вследствие движения электронов в атомах.

e

p

n

n

p

e

p

n

e

т.е. мы видим, что вращение электронов вокруг ядра атома вызывает круговой электрический ток.

мы могли бы предположить, что благодаря циркулирующим токам атомов, вещество

должно проявлять магнитные свойства. Но…

из-за теплового движения молекул действие этих токов взаимно компенсируются,

и никаких магнитных свойств тело не обнаруживает. Т.е. совокупность

микроскопических токов вещества имеет следующий вид:

В намагниченном состоянии элементарные токи в теле ориентированы так, что

их действия складываются.

магнитное поле проводника с током

образовалось дополнительное

магнитное поле вещества

Вектор магнитной индукции В характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро- и микротоками, т.е. при одном и том же токе и прочих равных условиях вектор В в различных средах будет иметь разные значения.

Физическая величина, показывающая во сколько раз индукция В магнитного поля в веществе, отличается по модулю от индукции В 0 магнитного поля в вакууме, называется магнитной проницаемостью среды :

Магнитное поле макротоков (внешнее магнитное поле) описывается вектором напряженности Н. Для однородной среды вектор магнитной индукции связан с вектором напряженности следующим соотношением:

µ 0 =4π*10 -7 Н/А 2 -магнитная постоянная, µ- магнитная проницаемость среды,

показывающая, во сколько раз магнитное поле макротока усиливается за счет поля микротоков среды.

В случае вакуума (µ=1):

1 ферромагнетики Токи диамагнетика образуют собственное противоположно направленное (внешнему) магнитное поле вещества. Образовавшееся магнитное поле диамагнетика ослабляет внешнее магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетик ненамагнитен . µ1 Парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его. При отсутствии внешнего магнитного поля молекулярные токи парамагнетика не компенсируют друг друга, но из-за теплового движения молекул магнитные свойства парамагнетика не наблюдаются. обладают спонтанной намагниченностью, т.е. они намагничены даже при отсутствии внешнего магнитного поля, сильномагнитные вещества. " width="640"

Виды магнетиков

Значение

диамагнетики

µ

µ

парамагнетики

Свойства магнетиков

µ1

ферромагнетики

Токи диамагнетика образуют собственное противоположно направленное (внешнему) магнитное поле вещества. Образовавшееся магнитное поле диамагнетика ослабляет внешнее магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетик ненамагнитен .

µ1

Парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его. При отсутствии внешнего магнитного поля молекулярные токи парамагнетика не компенсируют друг друга, но из-за теплового движения молекул магнитные свойства парамагнетика не наблюдаются.

обладают спонтанной намагниченностью, т.е. они намагничены даже при отсутствии внешнего магнитного поля, сильномагнитные вещества.

Собственный вращательный момент (момент импульса) электрона называется спином .

В ферромагнетиках существуют области с параллельными ориентациями спинов, называемые доменами; размеры доменов порядка 0,5 мкм.

p

e

Если ферромагнетик не намагничен, то ориентация доменов хаотична, и суммарное магнитное поле, создаваемое доменами, равно нулю.

При включении внешнего магнитного поля домены ориентируются вдоль линий магнитной индукции этого поля, и индукция магнитного поля в

ферромагнетиках увеличивается, становясь в тысячи и даже миллионы раз больше индукции внешнего поля.

При выключении внешнего магнитного поля ферромагнетик остается намагниченным, т. е. создает магнитное поле в окружающем пространстве, т.к. домены не возвращаются в прежнее положение и их ориентация частично сохраняется. Благодаря этому существуют постоянные магниты .

При температурах, больших некоторой определенной для данного ферромагнетика, его ферромагнитные свойства исчезают. Эту температуру называют температурой Кюри по имени открывшего данное явление французского ученого.

Магнетик

t k

Fe

753 °С

Ni

365 °С

Co

1000 °С

Используемые материалы:

• Универсальные поурочные разработки по физике 11 класс. – М.: Вако, 2009. – 464 с. – (В помощь школьному учителю), Волков В.А.
• Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 19-е изд. — М.: Просвещение, 2010. — 399 с.
• «Курс физики»_Трофимова Т.И_2006, 11-е изд., 560с, М.:ACADEMIA
• http://ru.wikipedia.org/wiki/ Ампер,_ Андре-Мари (портрет Ампера, Андре-Мари)
• Рисунки и анимации автора.