-->
Îáúÿñíåíèå ïàðà- è äèàìàãíåòèçì. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ýëåêòðîäèíàìèêà. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 5. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ

 


§ 6.3. Îáúÿñíåíèå ïàðà- è äèàìàãíåòèçì

Ðàçëè÷èå ïàðà- è äèàìàãíèòíûõ ñâîéñòâ âåùåñòâà îáóñëîâëåíî ðàçëè÷èåì ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ èõ àòîìîâ.

Ïàðàìàãíåòèçì

Ïàðàìàãíåòèçì

Ýëåêòðîíû, äâèæóùèåñÿ â àòîìàõ èëè ìîëåêóëàõ ïàðàìàãíèòíûõ òåë, ñîçäàþò â îêðóæàþùåì ïðîñòðàíñòâå ìàãíèòíîå ïîëå. Ýòè àòîìû ïðèáëèæåííî ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê ìàëåíüêèå çàìêíóòûå êîëüöåâûå òîêè (ðèñ. 6.5). Ïðè âíåñåíèè ïàðàìàãíåòèêà âî âíåøíåå ïîëå îòäåëüíûå ýëåìåíòàðíûå òîêè ñòðåìÿòñÿ îðèåíòèðîâàòüñÿ ïî íàïðàâëåíèþ ëèíèé èíäóêöèè 0 íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ, òî÷íåå, íîðìàëè ê êîíòóðàì. Ïîýòîìó ìàãíèòíûå ïîëÿ ýëåìåíòàðíûõ òîêîâ óñèëèâàþò âíåøíåå ïîëå. Õàîòè÷åñêîå òåïëîâîå äâèæåíèå àòîìîâ ïðåïÿòñòâóåò ïðàâèëüíîé îðèåíòàöèè òîêîâ, è ÷åì âûøå òåìïåðàòóðà, òåì ìåíüøèé ïðîöåíò ýëåìåíòàðíûõ òîêîâ îêàçûâàåòñÿ îðèåíòèðîâàííûì ïî íàïðàâëåíèþ ïîëÿ, ò. å. òåì ñëàáåå íàìàãíè÷èâàåòñÿ âåùåñòâî. Ïðè âûêëþ÷åíèè íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ òåïëîâîå äâèæåíèå ïîëíîñòüþ ðàçðóøàåò îðèåíòàöèþ òîêîâ è âåùåñòâî ðàçìàãíè÷èâàåòñÿ.

×åì ñèëüíåå íàìàãíè÷èâàþùåå ïîëå, òåì áîëüøàÿ ÷àñòü ýëåìåíòàðíûõ òîêîâ îêàçûâàåòñÿ îðèåíòèðîâàííîé âäîëü 0. Ïîýòîìó ñ âîçðàñòàíèåì èíäóêöèè íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ ðàñòåò ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíî 0. Ñîãëàñíî (6.1.1) ýòî îçíà÷àåò, ÷òî μ íå çàâèñèò îò 0.  î÷åíü ñèëüíûõ ïîëÿõ âñå ýëåìåíòàðíûå òîêè îêàçûâàþòñÿ îðèåíòèðîâàííûìè ïî ïîëþ, íåñìîòðÿ íà òåïëîâîå äâèæåíèå àòîìîâ. Äîñòèãàåòñÿ, êàê ãîâîðÿò, íàñ û ø; å hjh å. Ýòî îçíà÷àåò îòñóòñòâèå ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè îò 0; ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü óìåíüøàåòñÿ ïðè áîëüøèõ 0.

Äèàìàãíåòèçì

 àòîìàõ è ìîëåêóëàõ äèàìàãíèòíûõ âåùåñòâ òîêè, îáóñëîâëåííûå äâèæåíèåì ýëåêòðîíîâ, èìåþò òàêóþ êîíôèãóðàöèþ, ÷òî ñîçäàííûå èìè ìàãíèòíûå ïîëÿ âçàèìíî êîìïåíñèðóþò äðóã äðóãà.  ðåçóëüòàòå â îáû÷íîì ñîñòîÿíèè àòîì íå ñîçäàåò ïîëÿ.

Äèàìàãíåòèçì

Ïî÷åìó æå äèàìàãíåòèêè îáíàðóæèâàþò ìàãíèòíûå ñâîéñòâà? Ïðè÷èíà ýòîãî ïðîñòà.  ìîìåíò âêëþ÷åíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ (èëè ïðè ïåðåìåùåíèè âåùåñòâà â îáëàñòü, ãäå ýòî ïîëå óæå åñòü) â àòîìàõ èëè ìîëåêóëàõ âîçíèêàþò èíäóêöèîííûå òîêè ïîäîáíî òîìó, êàê âî âòîðè÷íîé îáìîòêå òðàíñôîðìàòîðà èíäóöèðóåòñÿ òîê ïðè èçìåíåíèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ïðîíèçûâàþùåãî ýòó îáìîòêó. Íî â îòëè÷èå îò òðàíñôîðìàòîðà èíäóêöèîííûé òîê â àòîìå íå çàòóõàåò è ïîñëå èñ÷åçíîâåíèÿ ÝÄÑ èíäóêöèè, òàê êàê ñîïðîòèâëåíèÿ äâèæåíèþ ýëåêòðîíîâ â àòîìàõ íåò. Äèàìàãíåòèçì öåëèêîì îáóñëîâëåí ÿâëåíèåì ýëåêòðîìàãíèòíîé èíäóêöèè. Ñîãëàñíî ïðàâèëó Ëåíöà íàïðàâëåíèå èíäóêöèîííîãî òîêà òàêîâî, ÷òî ñîçäàííîå èì ïîëå ïðîòèâîäåéñòâóåò íàìàãíè÷èâàþùåìó ïîëþ (ðèñ. 6.6). Ïîíèìàòü ýòî íóæíî òàê: ïðè âêëþ÷åíèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ âîçíèêàåò âèõðåâîå ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå. Ýòî ïîëå çàñòàâëÿåò ýëåêòðîíû çàêðó÷èâàòüñÿ âîêðóã ìàãíèòíûõ ëèíèé 0. Íà ñóùåñòâîâàâøåå ðàíåå äâèæåíèå ýëåêòðîíîâ íàêëàäûâàåòñÿ äîïîëíèòåëüíîå âðàùåíèå. Âñëåäñòâèå ýòîãî âðàùåíèÿ è âîçíèêàåò ïîëå, ïðîòèâîäåéñòâóþùåå íàìàãíè÷èâàþùåìó ïîëþ ñ èíäóêöèåé 0. Ïðè èñ÷åçíîâåíèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ èñ÷åçàþò èíäóêöèîííûå òîêè è äèàìàãíåòèê îêàçûâàåòñÿ ðàçìàãíè÷åííûì.

Èç ñêàçàííîãî î÷åâèäíî, ÷òî äèàìàãíåòèçì ïðèñóù âñåì òåëàì áåç èñêëþ÷åíèÿ, òàê êàê âî âñåõ àòîìàõ, ïîìåùåííûõ â ìàãíèòíîå ïîëå, âîçíèêàåò äîïîëíèòåëüíûé èíäóêöèîííûé òîê. Íî ïðîÿâëÿåòñÿ äèàìàãíåòèçì òîëüêî ó òåõ âåùåñòâ, àòîìû èëè ìîëåêóëû êîòîðûõ íå ñîçäàþò ìàãíèòíîãî ïîëÿ ñàìè ïî ñåáå. Ó ïàðàìàãíèòíûõ è òåì áîëåå ôåððîìàãíèòíûõ òåë àòîìû îáëàäàþò ñîáñòâåííûìè «âðîæäåííûìè» ìàãíèòíûìè ñâîéñòâàìè, è ïîýòîìó ñëàáûé äèàìàãíèòíûé ýôôåêò ó òàêèõ âåùåñòâ ìàñêèðóåòñÿ äðóãèìè áîëåå ñèëüíûìè ýôôåêòàìè.

Ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ ïîëÿ, ñîçäàâàåìîãî äèàìàãíåòèêàìè, ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíà èíäóêöèè íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ. Ñîãëàñíî çàêîíó ýëåêòðîìàãíèòíîé èíäóêöèè íàïðÿæåííîñòü âèõðåâîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ òåì áîëüøå, ÷åì áîëüøå èçìåíåíèå èíäóêöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ îò íóëÿ äî êîíå÷íîãî çíà÷åíèÿ B0. Ïîýòîìó ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü äèàìàãíåòèêîâ íå çàâèñèò îò B0.

Îòìåòèì åùå, ÷òî òåïëîâîå äâèæåíèå àòîìîâ â öåëîì íå íàðóøàåò îðèåíòàöèè èíäóêöèîííûõ òîêîâ âíóòðè àòîìîâ. Îíè âñåãäà ëåæàò â ïëîñêîñòÿõ, ïåðïåíäèêóëÿðíûõ 0. Ïîýòîìó ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü äèàìàãíåòèêîâ íå çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû.

Ñâåðõïðîâîäíèêè — èäåàëüíûå äèàìàãíåòèêè

 ïðåäûäóùåé ãëàâå (ñì. § 5.9) óæå ãîâîðèëîñü î ïîâåäåíèè ñâåðõïðîâîäíèêîâ â ïåðåìåííîì ìàãíèòíîì ïîëå. Âåðíåìñÿ ê ýòîìó âîïðîñó è íàéäåì çíà÷åíèå μ äëÿ ñâåðõïðîâîäíèêîâ.

Êàê áûëî ïîêàçàíî, â ñâåðõïðîâîäíèêå ïîòîê ìàãíèòíîé èíäóêöèè èíäóêöèîííîãî òîêà ðàâåí ïîòîêó èíäóêöèè âíåøíåãî ïîëÿ è ïðîòèâîïîëîæåí åìó ïî çíàêó. Èíäóêöèîííûé òîê íå ïðîñòî ñòðåìèòñÿ, ñîãëàñíî ïðàâèëó Ëåíöà, êîìïåíñèðîâàòü òî èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ïîòîêà, êîòîðîå åãî ïîðîæäàåò, íî êîìïåíñèðóåò åãî ïîëíîñòüþ. Ìàãíèòíîå ïîëå âîîáùå íå ïðîíèêàåò âíóòðü ñâåðõïðîâîäíèêà. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñâåðõïðîâîäíèê ÿâëÿåòñÿ èäåàëüíûì äèàìàãíåòèêîì. Òàê êàê ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ  âíóòðè ñâåðõïðîâîäíèêà ðàâíà íóëþ, òî, ñîãëàñíî ôîðìóëå (6.1.1), ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü ñâåðõïðîâîäíèêà òàêæå ðàâíà íóëþ.

Ïàðàìàãíåòèçì îáóñëîâëåí îðèåíòàöèåé ýëåìåíòàðíûõ (ìîëåêóëÿðíûõ) òîêîâ â ìàãíèòíîì ïîëå. Äèàìàãíåòèçì âûçâàí ïîÿâëåíèåì èíäóêöèîííûõ òîêîâ â àòîìàõ èëè ìîëåêóëàõ.

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru
<">


Ñîäåðæàíèå

interfaceType: 0, withoutIframe: true,