Реферат: Ферромагнетики

Міністерство освіти та науки України

Національний університет „Львівська політехніка”

Курсова робота

На тему:”Ферромагнетики”

З курсу: „Матеріалознавство”

Виконав:

Студент гр.ЕА-21

Перевірив:

Васьків

Львів-2003

Зміст:

Вступ......................................................................................3

1)

Початковенамагнічування......................................................................5

2)Модель внутрішньої будови ферромагнетика..........................................7

2)

Магнітне поле в речовині........................................................................7

3)

Намагніченість.........................................................................................8

4)

Магнітна проникністьрізних тіл. Тіла парамагнітні і діамагнітні.....9

5)

Циклічнеперемагнічування....................................................................11

6)

Рухпарамагнітних і діамагнітних тіл у магнітному полі.

ДослідиФарадея............................................................................................14

7)

Молекулярна теоріямагнетизму.............................................................17

8)

Магнітнийзахист.......................................................................................18

9)

Особливості феромагнітнихтіл................................................................20

10)

Властивості ферромагнетиків і якісні основи природи

Ферромагнетизму......................................................................................28

11)

Вивчення гистерезиса ферромагнітних матеріалів..................................32

12)

Основи теоріїферромагнетизму...............................................................32

13)

Ферромагнітніматеріали............................................................................35

14)

Магнітні властивості деяких магніто-м”якихматеріалів........................37

15)

Магнітні властивості деяких магніто-твердихматеріалів.......................38

16)

Експерементальне вивчення властивостейферромагнетиків...................39

Висновки................................................................................................................44

Список використаноїлітератури..........................................................................46

Вступ

Ферромагнетизм, один з магнітнихстанів кристалічних, як правило, речовин, що характеризується рівнобіжноюорієнтацією магнітних моментів атомних носіїв магнетизму. Рівнобіжна орієнтаціямагнітних моментів (мал. 1) установлюється при температурах Т нижче критичноїQ і обумовлена позитивним значенням енергіїмежэлектронного обмінної взаємодії. Феромагнітна упорядкованість магнітнихмоментів у кристалах (атомна магнітна структура — коллінеарна абонеколлинеарна) безпосередньо спостерігається і досліджується методами магнітноїнейтронографії. Речовини, у яких встановився феромагнітний порядок атомнихмагнітних моментів, називають ферромагнетиками. Магнітна сприйнятливість(ферромагнетиків позитивна (c > 0) і досягає значень 104-105 гс/э, їхнянамагніченість J (або індукція В = Н +4p) росте зі збільшенням напруженостімагнітного поля Н нелінійно і в полях1-100 э досягає граничного значення Js — магнітного насичення. Значення Jзалежить також від «магнітної передісторії» зразка, це робитьзалежність J від Н неоднозначної (спостерігається магнітний гистерезис).

У магнітному відношенні всіречовини можна розділити на слабомагнітні

( парамагнетики й діамагнетики) ісильнонамагнічені (феромагнетики).

Пара- і діамагнетики привідсутності магнітного поля ненамагнічені і характеризуються однозначноюзалежністю J від H.

Ферромагнетиками називаютьречовини (тверді), що можуть мати спонтанну намагніченість, тобто намагніченівже при відсутності зовнішнього магнітного поля. Типові представникиферромагнетиків – це залізо, кобальт і багато їхніх сплавів.

Початкове намагнічування

<img src="/cache/referats/14851/image004.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1031">Під дією зовнішньогомагнітного поля, створеного струмом у котушці, накладеної на сталевиймагнитопровід, відбувається процес орієнтації доменов у магнитопроводе і зсувїхніх границь. Це приводить до намагнічування сталевого магнитопроводу, причомунамагніченість збільшується зі збільшенням зовнішнього магнітного поля.

Намагніченість М феромагнітногоматеріалу росте тільки до граничного значення, називаного намагніченістюнасичення Мs. Залежність намагніченості М від напруженості поля М(H) показанана мал. 2 штриховою лінією. На тім же малюнку показана лінійна залежністьB0(H)=0М. Складаючи ординати кривій 0М(H) і прямій М0(H), одержуємоординати новій кривій B(H) — кривій первісного намагнічування (рис 2). КривуB(H) можна розділити на чотири ділянки :

1) майже лінійна ділянка 0а, що відповідає малим напряженностям поля,показує, що магнітна індукція збільшується відносно повільно і майжепропорційно напруженості полючи;

2) майже лінійна ділянка аб, на якому магнітна індукція В росте такожмайже пропорційно напруженості поля, але значно швидше, ніж на початковійділянці;

3) ділянка бв — коліно кривій намагнічування, що характеризуєуповільнення росту індукції B;

4) ділянка магнітного насичення — ділянка, розташована вище крапки в;тут залежність знову лінійна, але ріст індукції B дуже сильно уповільнений упорівнянні з другим. Магнітна індукція, що відповідає намагниченности насичення,називається індукцією насичення Bs.

Таким чином, залежність магнітноїіндукції від напруженості поля у феромагнітного матеріалу досить складна і неможе бути виражена простою розрахунковою формулою. Тому при розрахункумагнітних ланцюгів, що містять ферромагнетики, застосовують знятіекспериментально криві намагнічування B(H) магнітних матеріалів. Криванамагнічування вперше була отримана експериментально в 1872 році професоромМосковського університету А. Г. Столетовым.

<img src="/cache/referats/14851/image006.gif" v:shapes="_x0000_s1035">
Абсолютна магнітнапроникність ферромагнетика визначаєтьсядля довільної крапки А кривої намагнічування (мал. 3) через тангенс кута нахилусічної 0А к осі абсцис, тобто

Де mв, mн, mм — масштаби відповідних величин .

Крива зміни магнітної проникностіr для феромагнітного матеріалу дана на тім же мал. 3. Як видно з графіка,магнітна проникність з ростом напруженості поля змінюється в досить широкихграницях, що утрудняє її застосування для розрахунків. На кривій Мr(H)відзначають два характерних значення магнітної проникності:

початкове (мал. 3)

<img src="/cache/referats/14851/image010.gif" v:shapes="_x0000_s1042">
2. максимальне

Початкова магнітна проникністьхарактеризує можливість використання ферромагнетика в слабких магнітних полях.Максимальна магнітна проникність визначає верхню границю використанняматеріалу. Так, наприклад, для листової електротехнічної сталі Мн=250-1000, аМmax=500-30000.

Модель внутрішньої будови ферромагнетика

Модельвнутрішньої будівлі ферромагнетика служить для пояснення утворення доменів уферромагнетику і їхньої переорієнтації при намагнічуванні.

Прилад складається з рамки з дном зорганічного скла і встановленими на ньому двадцятьма вістрями. Вістря розміщенів чотири ряди на відстані приблизно 15 мм друг від друга. На кожне вістрянасаджений сталевий намагнічений циліндрик з одним закругленим торцем. Зверхурамка закрита склом, що охороняє циліндрики від зіскакування з вістря. Приладпристосований для горизонтальної діапроекции.

Привипадковому розташуванні магнітиків останні мимовільно групуються так, що вкожній групі магнітики мають визначену орієнтацію (домени, або областімимовільного намагнічування). Під дією зовнішнього магнітного поля всімагнітики орієнтуються уздовж його силових ліній.

Для демонстрації потрібний проекційний апаратіз пристосуванням для горизонтальної проекції і смугові магніти.

Магнітне поле в речовині.

Якщо в магнітне поле, утворенеструмами в провідниках увести деяку речовину, поле зміниться. Це пояснюється тим, що будь-яка речовина є магнетиком, тобто здатна під впливоммагнітного поля намагнічуватися – здобувати магнітний момент М. Цей магнітний момент складаєтьсяз елементарних магнітних моментів mo, зв'язаних з окремими частками тіла М = mo.

В даний час встановлено, щомолекули багатьох речовин володіють власним магнітним моментом, зумовленимвнутрішнім рухом зарядів. Кожному магнітному моменту відповідає елементарнийкруговий струм, що створює в навколишньому просторі магнітне поле. Привідсутності зовнішнього магнітного поля магнітні моменти молекул орієнтованібезладно, тому зумовлене ними результуюче магнітне поле дорівнює нулю. Дорівнюєнулю і сумарний магнітний момент речовини. Останнє відноситься і до тихречовин, молекули яких при відсутності зовнішнього поля не мають магнітнихмоментів.

Якщо ж речовину помістити взовнішнє магнітне поле, то під дією цього поля магнітні моменти молекулздобувають переважну орієнтацію в одному напрямку, і речовина намагнічується –його сумарний магнітний момент стає відмінним від нуля. При цьому магнітні поляокремих молекул уже не компенсують один одного, у результаті виникає поле B.Інакше відбувається намагнічування речовин, молекули яких при відсутностізовнішнього поля не мають магнітного моменту. Внесення таких речовин у зовнішнєполе индукує елементарні кругові струми в молекулах, і молекули, а разом з ними і всією речовиною здобуваютьмагнітний момент, що також приводить до виникнення поля В1.Більшість речовин при внесенні в магнітне поле намагнічуються слабо. Сильнимимагнітними властивостями володіють тільки феромагнітні речовини: залізо,нікель, кобальт, багато їхніх сплавів та ін.

Намагніченість.

Термін «магнетики» застосовується до всіхречовин при розгляді їхніх магнітних властивостей. Ступінь намагніченнямагнетика характеризується магнітним моментом одиниця об'єму. Цю величинуназивають намагніченістю і позначають J.Вона являє собою магнітний момент одиничного обсягу

Намагніченість є величиноювекторною. Вона зростає зі збільшенням індукції В (чи напруженості Н)магнітного поля.

Величина , що одержала назву відносної магнітноїпроникності середовища, показує, у скількох разів магнітна індукція поле вданому середовищі більше, ніж магнітна індукція у вакуумі. Величину називаютьмагнітною сприйнятливістю. Якщо у всіх точках речовини вектор J однаковий, говорять, щоречовина намагнічена однородно.

Магнітна проникність різних тіл. Тіла парамагнітні ідіамагнітні.

Магнітна сприйнятливість можебути як позитивною, так і негативною. Якщо вона <0, то вектор J антирівнобіжний вектору Н.Магнетики, що володіють такою властивістю, називають діамагнетиками. При м.в.>0 вектор J рівнобіжнийвектору Н. Магнетики, що володіють такоювластивістю, називають парамагнетиками. У більшості випадків по модулюмагнітної сприйнятливості парамагнетиків перевищують магнітні сприйнятливостідіамагнетиків. Залежність намагніченості цих двох типів магнетиков віднапруженості поле є лінійної.

Слід зазначити, що лінійназалежність J(H) для парамагнетиків спостерігається тільки в області слабкихполів і при високих температурах. У сильних полях і при низьких температурахJ(H) поступово виходить на «насичення». Як у діамагнетиках, так і впарамагнетиках під час відсутності магнітного поле намагніченість дорівнюєнулю.

У приведеній нижчетаблиці показані значення магнітної проникності для деяких парамагнітних і діамагнітних речовин

Парамагнітні

Речовини

Магнітна

Прониц-ть

Діамагнітні

Речовини

Магнітна

прониц-ть

Азот (газоподібний)

1,000013

Водень (газоподібний) ......

0, 999937

Повітря (газоподібний)

1,000038

Вода ........

0, 999991

Кисень (газоподібний)

1,000017

Скло ......

0, 999987

Кисень (рідкий). .

1,0034

Цинк ........

0, 999991

Ебоніт ........

1,000014

Срібло ......

0, 999981

Алюміній ......

1,000023

Золото .......

0, 999963

Вольфрам ......

1,000175

Мідь ........

0, 999912

Платина .......

1,000253

Вісмут .......

0, 999824

Табл.1

Виміри показують, що магнітна проникність усіхречовин відмінна від одиниці, хоча в більшості випадків ця відмінність дужемала. Але особливо чудовим виявляється той факт, що в одних тіл величина магнітної проникності >1, а в інших вона<1, тобто внесення в магнітне поле одних речовин збільшує магнітний потік,а інших речовин - зменшує цей потік. Перші з цих речовинназиваються парамагнітними, а другі — діамагнітними. Як показує таблиця 1,відмінність величини м.п. від одиниці як у парамагнітних, так і в діамагнітнихречовин невелико.

Потрібно особливо підкреслити, щодля парамагнітних і діамагнітних тіл величина проникності не залежить віднапруженості зовнішнього, що намагнічує поле, тобто являє собою постійнувеличину, що характеризує дануречовину. Як ми побачимо нижче, це не має місця для заліза й інших подібних зним (феромагнітних) тел.

За допомогою дуже ретельнихвимірів можна знайти зміну магнітного поля і визначити величину магнітноїпроникності різних матеріалів…

Вплив парамагнітних і діамагнітних речовин навеличину магнітного потоку ми пояснюємо так само, як і вплив речовинферомагнітних, тим, що до магнітного потоку, створюваному струмом в обмотцікотушки, приєднується потік, що виходить з елементарних амперівых струмів. Парамагнітні тіла збільшують магнітний потіккотушки. Це збільшення потоку при заповненні котушки парамагнітноюречовиною вказує на те, що й у парамагнітнихречовинах під дією зовнішнього магнітного поле елементарні струми орієнтуютьсятак, що напрямок їхній збігається з напрямком струму обмотки (мал. 1). Невеликавідмінність від одиниці вказує лишена те, що у випадку парамагнітних речовин цей додатковий магнітний потік дуженевеликий, тобто що парамагнітні речовини намагнічуються дуже слабко.

Мал. 1. Діамагнітніречовини усередині котушки послабляють магнітне поле соленоїда.

Елементарні струми в нихспрямовані протилежно току в соленоїді.

Зменшення магнітного потоку призаповненні котушки діамагнітною речовиною означає, що в цьому випадку магнітнийпотік від елементарних струмів спрямований протилежно магнітному потокукотушки, тобто що в діамагнітнихречовинах під дією зовнішнього магнітного поле виникають елементарні струми,спрямовані протилежно струмам обмотки (мал. 1). Малість відхилень від одиниці й у цьому випадку вказуєна те, що додатковий потік цих елементарних струмів невеликий.

Крім діа- і парамагнетиків існує велика групаречовин, що володіють спонтанною намагніченістю, тобто маючих не рівну нулюнамагніченість навіть під час відсутності магнітного поле. Ця група магнетиководержала назву ферромагнетиків. Дляних залежність J(H) є нелінійною функцією, і повний цикл перемагнічуванняописується петлею гистерезиса. У цих речовинах магнітна сприйнятливість самазалежить від Н

Циклічне перемагнічування

Розглянемо процес перемагнічуванняферромагнетиків.

Допустимо, що кільцевиймагнитопровод з феромагнітного матеріалу не намагнічений і струму у виткахкотушки ні, тобто B=0 і H=0 (початок координат на мал. 4). При поступовомузбільшенні струму, що намагнічує, тобто МДС (магніто-рушійна сила), а отже, інапруженості поля від нуля до деякого найбільшого значення

магнітна індукція збільшується покривій початкового намагнічування (Оа) і досягає відповідного максимальногозначення Ba.

Якщо потім струм і напруженістьполя зменшуються, то і магнітній індукції зменшується, при відповіднихзначеннях напруженості магнітна індукція трохи більше, ніж при збільшеннінапруженості. Крива зміни магнітної індукції (ділянка aб на мал. 4)розташовується вище кривій початкового намагнічування. При нульових значенняхструму і напруженості поля магнітна індукція має деяке значення Br, називанезалишковою індукцією (відрізок Про на мал.).

Таким чином, магнітна індукція уферомагнітному матеріалі залежить не тільки від напруженості поля, але і відпопереднього стану ферромагнетика. Це явище називається гистерезисом. Вонообумовлено ніби внутрішнім тертям, що виникає при зміні орієнтації магнітнихмоментів доменів.

При зміні напрямку струму, щонамагнічує, а, отже, і напрямку напруженості поля і поступовому збільшенніструму зворотного напрямку напруженість полючи досягає значення Hc, називаногокоэрцитивной силою (відрізок Ов), при якому магнітна індукція B=0. Приподальшому збільшенні струму і напруженості полючи магнитопровод намагнічуєтьсяв протилежному напрямку і при напруженості полючи Hг = -Ha магнітна індукціядосягне значения Bг = -Ba. Потім при зменшенні струму і напруженості поля донуля магнітна індукція Bд стає рівною -Bб. Нарешті, при наступній змінінапрямку струму і напруженості поля і збільшення її до колишнього значення Намагнітна індукція збільшиться також до колишнього значення Ba. Розглянутий циклперемагнічування ферромагнетика по кривій абвгдеа називається гістерезиснимциклом (петлею гистерезиса).

Така симетрична замкнута петлягистерезиса (мал.) виходить у дійсностітільки після декількох перемагнічувань зі збільшенням струму до значення Іa.При перших циклах перемагнічування петля несиметрична і незамкнута. Найбільшазамкнута петля, що може бути отримана для даного феромагнітного матеріалу,називається граничної (мал. 5). При напруженості полючи H > Hmax виходитьуже безгістерезисна ділянка кривій B(H).

Якщо для даного феромагнітногоматеріалу, вибираючи різні найбільші значення струму Іa, одержати кілька симетричнихпетель гистерезиса (мал. 5) і з'єднати вершини петель, то одержимо криву,називану основній кривій намагнічування, близьку до кривої початковогонамагнічування.

Циклічне перемагнічування можназастосувати для розмагнічування магнитопровода, тобто для зменшення залишковоїіндукції до нульового значення. З цією метою магнитопровід піддають впливовізмінюються по напрямку і поступово зменшуваного магнітного поля.

Періодичне перемагнічуваннязв'язане з витратою енергії, що, перетворюючи в тепло, викликає нагріваннямагнітопровода. Площа петлі гистерезиса пропорційна енергії, витраченої приодному циклі перемагнічування. Енергія, витрачена на процес перемагнічування,називається втратами від гистерезиса. Потужність утрат на циклічне перемагнічування,що виражається звичайно у ватах на кілограм, залежить від матеріалу,максимальної магнітної індукції і числа циклів перемагнічування в секунду або,що теж, частоти перемагнічування.

Рухпарамагнітних і діамагнітних тіл у магнітному полі. Досліди Фарадея.Притягання залізнихпредметів до магнітів є найбільш простим і кидається в очі проявом магнітного поляй історично послужило основою всього розвитку навчання про магнетизм. Вонозводиться до впливу магнітного поле на орієнтовані молекулярні струми заліза,що намагнітилося. Так само, але тільки значно слабкіше повинне діяти магнітнеполе і на парамагнітні тіла, тому що й у парамагнітних тілах орієнтаціяелементарних струмів відбувається так само, як у феромагнітних: магнітний потікелементарних струмів підсилює, хоча і незначно, магнітний потік що орієнтує полеі, отже, парамагнітні тіла притягаютьсядо магніту (мал. 2, а).

Мал. 2. а) При намагнічуванні парамагнітного чиферомагнітного тіла на найближчому до магніту кінці виникає полюс, різнойменнийз полюсом магніту, що намагнічує. Парамагнітне тіло притягається до магніту,

б) У тих же умовах на найближчому до магніту кінцідіамагнітного тіла виникає полюс однойменний. Діамагнітне тіло відштовхуєтьсявід магніту.

На відміну від тіл парамагнітних діамагнітні тіла зменшують магнітний потіккотушки. Це означає, що в діамагнітному тілі під дією зовнішнього полевиникають елементарні колові струми такого напрямку, що їхнє магнітне полепротилежне напрямку зовнішнього магнітного поле. Отже, і дія зовнішньогомагнітного поле на діамагнітні тіла протилежно по напрямку дії його на тілаферро-и парамагнітні, тобто діамагнітнітіла відштовхуються від магніту (мал. 2, б).

Мал.3

Ми можемо виразити цей факт ітрохи інакше. Коли ми підносимо до магніту яке-небудь залізне тіло, то вононамагнічується так, що на тій стороні його, що звернена до магніту, виникаєполюс, різнойменний з полюсом магніту; те ж має місце й у випадкупарамагнітного тіла (мал. 2, а).Навпроти, у випадку діамагнітного тіла на стороні, найближчої до полюсамагніту, що намагнічує, виникає полюс, однойменний з цим полюсом магніту (мал.2, б). Мал. 3 пояснює, чомупарамагнітні тіла притягаються до магніту, а діамагнітні відштовхуються віднього.

Саме такі дії і були виявленіФарадеєм. У 1845 р., викомалтовувавши сильний електромагніт, Фарадей установивздатність усіх тіл намагнічуватися і відкрив, що одні тіла притягаються домагніту, а інші відштовхуються від нього. Він запропонував для перших назвапарамагнітних, для других назва діамагнітних. Індукційні досліди з пари- ідіамагнітними тілами, були зроблені значно пізніше, коли магнітні властивостідіамагнітних і парамагнітних тіл були уже встановлені на підставі досліджень Фарадея.

По силі чи притягання відштовхування можна судитиі кількісно про здатність тіла намагнічуватися, тобто можна визначити величинумагнітної проникності для даноїречовини. Цей метод виміру величини ,заснований на вивченні чи притягання відштовхування маленького тіла з даноїречовини, теоретично більш складний, чим описаний раніше метод, заснований навимірі э.д. с. індукції. Але зате він набагато дошкульніше і, крім того,придатний для виміру , у маленькому зразку речовини,тоді як для виміру Мпо індукційному способі потрібнозаповнити досліджуваною речовиною усю внутрішність котушки.

У тихвипадках, коли удається вимірити і тим і іншому способу, виходятьрезультати, що погодяться.

Приклад 1: Полюса сильногоелектромагніта на мал. 3 зрізані не паралельно один одному, так що унизувідстань між ними значно менше, ніж нагорі. Між ними підвішується на нитцікулька з різних випробуваних матеріалів. Верхній кінець нитки прикріплений доспіральної пружинки, розтягання якої дозволяє вимірити силу, що діє з бокумагнітного поле на кульку (пружинні ваги). Виявляється, що якщо кулькавиготовлена з алюмінію, чи вольфраму платины, те ця сила спрямована вниз(пружинка розтягується), а у випадку срібла, золота, чи міді вісмуту вонаспрямована нагору (пружинка скорочується).

Приклад 2:При дослідженні магнітної проникності рідких тіл частонадходять так. Рідину наливають у колінчату трубку й одне з колін поміщають міжполюсами сильного електромагніта (мал 4).Рідина в цьому коліні чи піднімаєтьсяопускається в залежності від того, чи є вона парамагнітної чи діамагнітний.

Молекулярна теорія магнетизму.Теорія, що пояснює розходження вмагнітних властивостях речовин на основі вивчення будівлі окремих часток цихречовин — їхніх чи атомів молекул,- одержала назву молекулярної теоріїмагнетизму. Ця теорія дуже складна і багато в чому ще не довершена. Тому тут мине можемо розбирати її скільки-небудь докладно. Укажемо лише на основні причинирозходження між властивостями парамагнітних і діамагнітних тел.

Кожне тіло, іпарамагнітне і діамагнітне, представляється нам у цілому ненамагніченим доти,поки на нього не діє зовнішнє магнітне поле. Але обумовлюється це в тілахпарамагнітних і в тілах діамагнітних різними причинами. Діамагнітними є тіла,кожна частка яких — чи атом молекула — знаходячись поза магнітним поле, не маємагнітні властивості.

Тільки зовнішнє магнітнеполе перетворює їх в елементарні магніти (викликає елементарні струми), певнимчином спрямовані. Навпроти, частки парамагнітних речовин уже самі по собі, щедо того, як на них початок діяти зовнішнє поле, являють собою елементарнімагніти (елементарні струми). Тут роль зовнішнього магнітного поле зводиться довизначеної орієнтації, упорядкуванню розташування цих магнітиків. Поки поле недіяло, усі вони були розташовані безладно, хаотично, і речовина в ціломупредставлялося нам ненамагничеиным. У магнітному ж полі ці елементарні магнітивибудовуються в більшій чи меншій мері рівнобіжними ланцюжками і речовина вцілому намагнічується.

У чому ж складається розходженняміж будівлею часток діамагнітних і парамагнітних речовин? В атомах усіх тіл євелике число електронів, що рухаються. Кожний з них і являє собою амперівелементарний круговий струм. Але в атомах діамагнітних речовин до внесення їх умагнітне поле магнітні дії цих окремих струмів взаємно компенсують один одного,так що атом у цілому не є елементарним магнітом. Коли ми вносимо таку речовинув магнітне поле, то на кожен електрон, що рухається, діє сила Лоренца, ісукупна дія всіх цих сил, як показує розрахунок, приводить до того, що в атоміиндуцируется визначений струм, тобто атом здобуває властивості елементарногомагнітика. Тому що ці струми є індукованими, то напрямок їхній, відповідно доправила Ленца, повинне бути протилежно напрямку струму в котушці, що створюєзовнішнє магнітне поле, тобто магнітний потік від цих струмів повиннийпослабляти потік зовнішнього поле, і діамагнітне тіло відштовхується відмагніту.

В атомах парамагнітних речовин магнітні діїокремих електронів не цілком компенсують один одного, так що атом у цілому ісам по собі є елементарним магнітом. Дія зовнішнього магнітного полеупорядковує розташування цих елементарних струмів (магнітиків), причому струмиорієнтуються так, що їхній напрямок переважно збігається з напрямком струмукотушки, що створює зовнішнє магнітне поле. Тому магнітний потік віделементарних струмів у цьому випадку підсилює потік котушки, і парамагнітнетіло притягається до магніту.

Строго говорячи, діамагнетизм є загальноювластивістю усіх речовин. Зовнішнє магнітне поле робить і на атомипарамагнітних речовин таке ж индуцирующее дія, як на атоми діамагнітнихречовин. Але в парамагнітних речовинах ця дія перекривається більш сильноюдією, що орієнтує, зовнішнього магнітного поле, що упорядковує власніелементарні струми атомів.

Зі сказаного ясно, що властивості парамагнітнихтіл можна було б пояснити і за допомогою гіпотези Кулона про елементарнімагнітики. Однак явища діамагнетизму показують неприйнятність цієї гіпотези,тому що зовнішнє поле не може орієнтувати елементарні магнітики назустріч полю,що потрібно б було допустити для пояснення діамагнетизму. Тільки теоріямолекулярних струмів дозволяє, як ми бачили, за допомогою явищ індукціїпояснити діамагнітні властивості речовини поряд з парамагнітними.

Ми бачимо, таким чином, щодіамагнетизм і парамагнетизм порозуміваються розходженнями в будівлі самих чиатомів молекул речовини.

Магнітнийзахист.

Саме собою зрозуміло, що. намагнічуванняферомагнітних, парамагнітних і діамагнітних тіл відбувається не тільки тоді,коли ми поміщаємо їх усередину соленоїда, але і взагалі завжди, коли речовинаміститься в магнітне поле. В усіх цих випадках до магнітного поля, що існувалодо внесення нашого тіла, додається магнітне поле, обумовлене намагнічуваннямречовини, у результаті чого магнітне поле змінюється. Зі сказаного раніше ясно, що найбільш сильні зміни полевідбуваються при внесенні в нього феромагнітних тіл, зокрема заліза. Змінамагнітного поле навколо феромагнітних тіл дуже зручно спостерігати, комалтаючиськартиною силових ліній, одержуваної за допомогою залізних обпилювань.

На мал. 5 зображені, наприклад,зміни, що спостерігаються при внесенні шматка заліза прямокутної форми в магнітне поле, що раніш булооднорідним.

Мал.5 Зміна магнітного поле при внесенні в нього шматка заліза.

Як бачимо, поле перестає бути однорідним і здобуває складний характер: водних місцях воно підсилюється, в інші — послабляється.

Дуже цікаво і практично важлива картина,що спостерігається при внесенні в магнітне поле замкнутої залізної судини,наприклад кульової форми.

Як видно з мал.6, у результаті додаваннязовнішнього магнітного поле з полем заліза, що намагнітилося, поле у внутрішнійобласті кулі майже зникає. Цим комалтаються для створення магнітного чи захистумагнітної экранировки, тобто для захисту тих чи інших приладів від діїзовнішнього магнітного поле. Картина, що ми спостерігаємо при створеннімагнітного захисту, зовні нагадує створення електростатичного захисту задопомогою провідної оболонки. Однак між цими явищами є глибоке принциповерозходження. У випадку електростатичного захисту металеві стінки можуть бути як завгоднотонкі. Досить, наприклад, посріблити поверхня скляної судини, поміщеного велектричному полі, щоб усередині судини не виявилосяелектричного поле, що обривається на поверхні металу. У випадку ж магнітного полетонкі залізні стінки не є захистом для внутрішнього простору: магнітні полепроходять крізь залізо, і усередині судини виявляється деяке магнітне поле.Лише при досить товстих залізних стінках ослаблення поле усередині порожниниможе зробитися настільки сильним, що магнітний захист здобуває практичне значення, хоча й у цьомувипадку поле усередині не знищується цілком. І в цьому випадку

еще рефераты

Еще работы по материаловедению

Реферат по материаловедению

Резины, стойкие к старению

29 Августа 2013

Реферат по материаловедению

Проектирование и подбор состава гидротехнического бетона расчётно-экспериментальным методом

29 Августа 2013

Реферат по материаловедению

Синтетические бумаги и особенности работы с ними

29 Августа 2013

Реферат по материаловедению

Неметаллические материалы

29 Августа 2013