Как объяснить намагниченность тел кратко

Обновлено: 05.07.2024

Привет, пожалуй просто оставлю здесь, мб кто поможет)))) :)
Постоянные магниты
1. Какие тела называют постоянными магнитами?
2. Как Ампер объяснял намагничивание железа?
3 Как можно теперь объяснить молекулярные токи Ампера?

1.
Постоянные магниты - это тела, длительное время сохраняющие намагниченность.
2.
Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, циркулирующих внутри каждой молекулы этих веществ.
3.
В настоящее время намагниченность стали и железа объясняется движением электронов, вызывающим магнитное поле.

Мы уже видели, что предмет из мягкого железа, притягиваясь к магниту, сам приобретает свойства магнита. По удалении постоянного магнита магнетизм железных предметов почти полностью пропадает. Стержень из мягкого железа, помещённый внутрь катушки с током, тоже становится магнитным: он притягивает к себе железные предметы. Но после выключения электрического тока он также почти полностью теряет свойства магнита. Возникает вопрос, что происходит внутри мягкого железа? Почему в магнитном поле оно приобретает свойства магнита? Иными словами, в чём причина намагничивания?

Причина этого в том, что атомы железа обладают магнитными свойствами. Вспомним, как устроен атом. Он состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращаются электроны. Чем сложнее атом, тем больше заряд ядра и количество электронов.

Рассмотрим сначала простейший атом, состоящий из ядра и одного электрона — атом водорода (рис. И). Можно представить себе, что электрон, вращаясь по круговой орбите, создаёт как бы круговой электрический ток и, следовательно, подобен магнитику, т. е., иными словами, обладает магнитным моментом. В действительности дело обстоит, однако, не так просто. Учёные выяснили, что электрон вращается не только вокруг ядра, но и вокруг собственной оси, подобно тому, как Земля движется вокруг Солнца. Это осевое вращение электрона мы также
можем рассматривать как круговой электрический ток, который создаёт дополнительный магнитный момент. Сложив магнитные моменты, создаваемые обоими движениями электронов (учитывая их направления), мы получим общий магнитный момент атома. Таким образом, мы можем представить себе, что атом является как бы магнитиком — элементарным источником магнитного поля.

Ядро атома, как было установлено учёными, также имеет некоторый магнитный момент. Однако создаваемый

Магнитный момент электронной орбиты

Рис 11. Электроны в атомах, обращаясь вокруг ядра и вокруг собственной оси, создают круговые электрические токи и, следовательно, магнитные моменты.

Оеедог/ магния?- ный момент

Ядром магнитный момент весьма мал по сравнению с магнитными моментами электронов. Поэтому ядерные магнитные моменты не оказывают заметного влияния на магнитные свойства атома (но изучению магнитных свойств ядра в последнее время уделяется очень большое внимание, так как это даёт возможность получить более подробные сведения о строении ядра).

Исследования показали, что и атомы, сами по себе не обладающие магнитным моментом, приобретают его в результате действия внешнего магнитного поля. Почему это происходит?

Если поместить такой атом в магнитное поле, то, как показывают исследования, он начнёт вращаться вокруг силовых линий подобно волчку. Это вращение равносильно возникновению дополнительного кругового электрического тока и, следовательно, вызывает появление магнитного момента. Характер вращения здесь таков, что возникающий магнитный момент атома имеет направление, противоположное направлению внешнего поля. Это напоминает явление, обнаруженное Ленцем. Поэтому такой магнитный момент называется наведённым, или индуцированным.

Атомы, имеющие собственный магнитный момент, также начинают вращаться во внешнем поле. Таким образом, любой атом, независимо от того, уравновешиваются ли магнитные моменты электронов внутри него или нет, в магнитном поле приобретает индуцированный магнитный момент.

Теперь, когда вы познакомились с магнитными свойствами атомов, уже нетрудно понять, почему тела, состоящие из множества атомов, намагничиваются. В магнитном поле элементарные магнитики вещества (атомы и молекулы) , как собственные, так и наведённые, стремятся установиться вдоль силовых линий. При этом магнитные моменты отдельных атомов суммируются, образуя общий магнитный момент тела. В этом и состоит сущность намагничивания.

Чтобы охарактеризовать магнитные свойства различных веществ, обычно вычисляют суммарный магнитный момент для единицы объёма вещества, например для одного кубического сантиметра. Эту величину называют намагниченностью.

1. Какие тела называют постоянными магнитами?

Тела, длительное время сохраняющие намагниченность, называются постоянными магнитами или просто магнитами.

2. Как Ампер объяснял намагничивание железа?

Французский ученый Ампер объяснял намагниченность железа и стали существованием электрических токов, которые циркулируют внутри каждой молекулы этих веществ.
Во времена Ампера о строении атома еще ничего не знали, поэтому природа молекулярных токов оставалась неизвестной.

3. Как можно теперь объяснить молекулярные токи Ампера?

В наши дни известно, что в каждом атоме имеются отрицательно заряженные частицы - электроны, которые при своем движении вокруг ядра атома создают магнитные поля, они и вызывают намагниченность железа и стали.

4. Что называют магнитными полюсами магнита?

Те места магнита, где обнаруживаются наиболее сильные магнитные действия, называют полюсами магнита.

У каждого магнита, как и у магнитной стрелки, обязательно есть два полюса: северный (N) и южный (S).

5. Как взаимодействуют между собой полюсы магнитов?

Разноименные магнитные полюсы притягиваются, одноименные отталкиваются.

6. Как можно получить представление о магнитном поле магнита?

Представление о виде магнитного поля постоянных магнитов можно получить с помощью железных опилок.
Магнитные линии магнитного поля магнита - замкнутые линии.
Вне магнита магнитные линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный, замыкаясь внутри магнита, так же как магнитные линии катушки с током.

Что такое намагниченность

Намагниченность — это термин, используемый для описания магнитного поля, устанавливающегося в веществе вследствие его поляризации. Это поле возникает под влиянием приложенного внешнего магнитного поля и объясняется двумя эффектами. Первый из них состоит в поляризуемости атомов или молекул, его называют эффектом Ленца. Второй — это эффект поляризации при упорядочении ориентаций магнетонов (единица элементарного магнитного момента).

Намагниченность характеризуется следующими свойствами:

1. При отсутствии внешнего магнитного поля или какой-либо иной силы, упорядочивающей ориентации магнетонов, намагниченность вещества равна нулю.

2. При наличии внешнего магнитного поля намагниченность зависит от напряженности этого поля.

3. У диамагнитных веществ намагниченность имеет отрицательное значение, у других веществ она положительна.

4. У диамагнитных и парамагнитных веществ намагниченность пропорциональна приложенной намагничивающей силе.

5. У других веществ намагниченность является некоторой функцией приложенной силы, действующей согласованно с локальными силами, упорядочивающими ориентации магнетонов.

Намагниченность ферромагнитного вещества представляет собой сложную функцию, которую можно с наибольшей точностью описать при помощи петли гистерезиса.

6. Намагниченность любого вещества можно представить в виде величины магнитного момента на единицу объема.

Явление магнитного гистерезиса представляется графически в виде кривой, которая изображает зависимость между напряженностью приложенного внешнего магнитного поля Н и результирующей магнитной индукцией В.

Для однородных веществ эти кривые всегда симметричны относительно центра графика, хотя они сильно различаются по форме для разных ферромагнитных веществ. Каждая конкретная кривая отражает все возможные устойчивые состояния, в которых могут находиться магнетоны данного вещества в присутствии или при отсутствии приложенного внешнего магнитного поля.

Намагниченность веществ зависит от предыстории их намагничивания: 1 — остаточная намагниченность; 2 — коэрцитивная сила; 3 — смещение рабочей точки.

На рисунке выше показаны различные характеристики петли гистерезиса, которые определяются следующим образом.

Остаточная намагниченность выражается магнитной силой, требующейся для возвращения доменов к исходным условиям нулевого равновесия после того, как это равновесие было нарушено приложенным извне насыщающим полем. Эта характеристика определяется точкой пересечения петлей гистерезиса оси В (что соответствует значению Н = 0).

Коэрцитивная сила — это остаточная напряженность внешнего поля в веществе после снятия приложенного внешнего магнитного поля. Эта характеристика определяется точкой пересечения петлей гистерезиса оси Н (что соответствует значению Н = 0). Индукция насыщения соответствует максимальному значению индукции В, которое может существовать в веществе независимо от намагничивающей силы Н.

На самом деле плотность потока продолжает возрастать и после точки насыщения, но для большинства целей его увеличение является уже несущественным. Поскольку в этой области намагниченность вещества не приводит к усилению результирующего поля, магнитная проницаемость падает до очень малых значений.

Дифференциальная магнитная проницаемость выражает наклон кривой в каждой точке петли гистерезиса. Контур петли гистерезиса показывает характер изменения плотности магнитного потока в веществе при циклическом изменении внешнего магнитного поля, приложенного к этому веществу.

Если приложенное поле обеспечивает достижение состояний и положительного, и отрицательного насыщения плотности потока, то результирующая кривая называется основной петлей гистерезиса. Если же плотность потока не достигает обоих экстремумов, то кривая называется вспомогательной петлей гистерезиса.

Форма последней зависит как от напряженности циклического внешнего поля, так и от конкретного расположения вспомогательной петли по отношению к основной. Если центр вспомогательной петли не совпадает с центром основной петли, то соответствующая разность намагничивающих сил выражается величиной, называемой магнитным смещением рабочей точки.

Магнитная проницаемость возврата — это значение наклона вспомогательной петли в окрестности рабочей точки.

Читайте также: