Question

3. Запишите связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля.4. Какие виды магнетиков существуют в природе? 5. Как ведут себя в магнитном поле парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики? 6. Каковы физические причины возникновения у различных веществ пара-, диа- и ферромагнитных свойств?10. Определите основные характерные точки петли ферромагнитного гистерезиса: поле насыщения, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила.

Answer 1

1)B=µH, B,H-векторы, µ-машгитная проницаемость

2)виды магнетигов:

парамагнетики – вещества, которые слабо намагничиваются в магнитном поле

диамагнетики – вещества, которые слабо намагничиваются против поля

ферромагнетики – вещества, способные сильно намагничиваться в магнитном поле.

3)Возникновение ферромагнетизма в переходных металлах  может быть  связано с косвенным обменом через электроны проводимости.Вторым условием возникновения ферромагнетизма является обменное взаимодействие электронов соседних атомов, которое порождается электростатическими силами.

Совсем кратко природу возникновения парамагнетизма можно объяснить так: магнитное поле ориентирует магнитные моменты атомов или молекул.

причина диамагнетизма: в любой молекуле (атоме) спиновые и орбитальные моменты электронов на замкнутых оболочках всегда скомпенсированы таким образом, что их суммарный момент равен нулю.

4)При B0>Bos наступает магнитное
насыщение – намагниченность образца
достигает максимального значения

Если теперь уменьшать магнитную
индукцию B0 внешнего поля и довести ее
вновь до нулевого значения, то
ферромагнетик сохранит остаточную намагниченность – поле внутри образца будет
равно Br.

Для того, чтобы полностью размагнитить образец, необходимо, изменив
знак внешнего поля, довести магнитную индукцию B0 до значения –Boc
, которое
принято называть коэрцитивной силой.

Answer 2

3. Связь между магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля

Магнитная индукция (B) и напряженность магнитного поля (H) связаны между собой через физическую величину, называемую магнитной проницаемостью (μ). Формула, описывающая эту связь, выглядит следующим образом:

B = μ * H

где: - B - магнитная индукция (измеряется в теслах, T) - μ - магнитная проницаемость (измеряется в генри на метр, H/m) - H - напряженность магнитного поля (измеряется в амперах на метр, A/m)

Магнитная проницаемость является характеристикой среды, в которой находится магнитное поле. В вакууме магнитная проницаемость равна константе и обозначается символом μ₀ (мю ноль). В других средах, таких как магнетики, магнитная проницаемость может отличаться от μ₀.

4. Виды магнетиков, существующих в природе

В природе существуют три основных вида магнетиков: парамагнетики, диамагнетики и ферромагнетики.

- Парамагнетики - это вещества, которые обладают слабым магнитным свойством и ориентируют свои атомные или молекулярные магнитные моменты внутри магнитного поля. Парамагнетики притягиваются к магнитному полю, но их магнитные свойства исчезают после удаления поля.

- Диамагнетики - это вещества, которые обладают слабым магнитным свойством и ориентируют свои атомные или молекулярные магнитные моменты противоположно магнитному полю. Диамагнетики отталкиваются от магнитного поля и их магнитные свойства остаются слабыми даже в отсутствие поля.

- Ферромагнетики - это вещества, которые обладают сильным магнитным свойством и способны оставаться намагниченными после удаления магнитного поля. Ферромагнетики обычно состоят из атомов или ионов, у которых магнитные моменты сильно взаимодействуют друг с другом, что приводит к образованию доменов с параллельно ориентированными магнитными моментами.

5. Поведение парамагнетиков, диамагнетиков и ферромагнетиков в магнитном поле

- Парамагнетики ориентируют свои атомные или молекулярные магнитные моменты в направлении магнитного поля. Они слабо притягиваются к магнитному полю и их магнитные свойства исчезают после удаления поля.

- Диамагнетики ориентируют свои атомные или молекулярные магнитные моменты противоположно магнитному полю. Они слабо отталкиваются от магнитного поля и их магнитные свойства остаются слабыми даже в отсутствие поля.

- Ферромагнетики обладают сильным магнитным свойством и способны оставаться намагниченными после удаления магнитного поля. Они могут быть притянуты или отталкиваться от магнитного поля в зависимости от своей начальной намагниченности и направления поля.

6. Физические причины возникновения у различных веществ парамагнитных, диамагнитных и ферромагнитных свойств

Физические причины возникновения парамагнитных, диамагнитных и ферромагнитных свойств у различных веществ связаны с ориентацией и взаимодействием атомных или молекулярных магнитных моментов.

- Парамагнетики обычно содержат атомы или молекулы с незаполненными электронными оболочками. Эти незаполненные оболочки создают магнитные моменты, которые ориентируются в направлении магнитного поля.

- Диамагнетики обычно содержат атомы или молекулы с полностью заполненными электронными оболочками. Эти полностью заполненные оболочки создают слабые магнитные моменты, которые ориентируются противоположно магнитному полю.

- Ферромагнетики обычно состоят из атомов или ионов, у которых магнитные моменты сильно взаимодействуют друг с другом, что приводит к образованию доменов с параллельно ориентированными магнитными моментами. Это взаимодействие обусловлено особыми свойствами электронной структуры вещества.

10. Основные характерные точки петли ферромагнитного гистерезиса

Петля ферромагнитного гистерезиса - это графическое представление зависимости магнитной индукции (B) от напряженности магнитного поля (H) при циклическом изменении поля. Важными характеристиками петли ферромагнитного гистерезиса являются:

- Поле насыщения (Hс) - это максимальное значение напряженности магнитного поля, при котором дальнейшее увеличение поля не приводит к увеличению магнитной индукции. При достижении поля насыщения, ферромагнитный материал находится в полностью намагниченном состоянии.

- Остаточная намагниченность (Br) - это значение магнитной индукции, которое остается в материале после удаления магнитного поля. Остаточная намагниченность характеризует способность материала сохранять магнитное поле.

- Коэрцитивная сила (Hс) - это значение напряженности магнитного поля, которое необходимо приложить