Теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля в магнетиках.

Циркуляция вектора B по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов проводимости и молекулярных токов, охватываемых контуром, умноженной на магнитную постоянную.

где I и I -соответственно алгебраические суммы макротоков и микротоков, охватываемых произвольным контуром L.

Тема 13. Вопрос 3.

Пара- и диамагнетики, их магнитные свойства. Качественное объяснение намагниченности этих веществ на основе представлений о магнитных моментах молекул. Диамагнетизм.

Пара- и диамагнетики намагничиваются очень слабо во внешнем магнитном поле и их намагниченность мгновенно исчезает, если убрать внешнее поле. Объяснить их намагничивание можно исходя из представления о том, что орбитальное и собственное движение в молекуле - микроскопические токи каждому движению соответствует магнитный момент и .

Суммарный магнитный момент молекулы

В зависимости от наличия у молекулы магнитного момента все вещества делятся на диа - и пара - магнетики.

Если внести диа - и парамагнетик во внешнее магнитное поле, то в них возникает диамагнитный эффект – появление индуцированных магнитных моментов.

При наличии внешнего магнитного поля молекулы парамагнетиков стремятся развернуться, поэтому намагничиваются по полю. Их ориентациям мешает тепловое движение, поэтому намагниченность зависит от температуры.

 

Тема 13. Вопрос 4.

Ферромагнетики, их основные свойства. Гистерезис. Применение ферромагнетиков. Ферриты. Антиферромагнетики.

Ферромагнетики – особый класс веществ, очень сильно намагничивается во внешнем поле. Если убрать внешнее поле намагниченность остается. Fe, Ni, Co -ферромагнетики.

Основные свойства:

1.Очень большая , кратковременно можно получить 1000000.

2.Сложная зависимость намагничивания от величины внешнего поля – гистерезис.

Гистерезис - отставание индукции магнетика от индукции внешнего поля.

3.Намагниченность зависит то T . Для каждого ферромагнетика существует T ,

Которая называется точкой Кюри. При температурах ферромагнетика выше этой точки он превращается в парамагнетик.

Ферриты – химические соединения типа MeO*F O ,

где Me-ион 2-х валентного металла.

 

Антиферромагнетики – вещества, в которых обменные силы вызывают анти параллельную ориентацию спиновых магнитных моментов электронов. (MnO, MnF )

 

Применение ферромагнетиков: изготовление постоянных магнитов, ферритовых антенн, сердечников радиочастотных контуров.

 

Тема 14. Вопрос 1.

 

Вихревое электрическое поле. Максвелловская трактовка явления электромагнитной индукции. Первое основное положение теории Максвелла: напишите математическое выражение в интегральной форме и дайте формулировку.

Максвелл высказал гипотезу, что всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве электрическое поле, которое и является причиной возникновения индукционного тока в контуре. Согласно представлениям Максвелла, контур, в котором появляется ЭДС, играет второстепенную роль, являясь своего рода лишь "прибором", обнаруживающим это поле.

 

Итак, по Максвеллу, изменяющееся по времени магнитное поле порождает электрическое поле , циркуляция которого:

;

Подставив в эту формулу выражение , получим:

;

Если поверхность и контур неподвижны, то операции дифференцирования и интегрирования можно поменять местами. Следовательно,

;

 

где символ частной производной подчеркивает тот факт, что интеграл является функцией только от времени.

Таким образом, циркуляция вектора не равна нулю, т. е. электрическое поле , возбуждаемое переменным магнитным полем, как и само магнитное поле, является вихревым.

Тема 14. Вопрос 2.

Ток смещения. Второе основное положение теории Максвелла: напишите математическое выражение в интегральной форме и дайте определение.

 

Согласно Максвеллу, если всякое переменное магнитное поле возбуждает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, то должно существовать и обратное явление: всякое изменение электрического поля должно вызывать появление в окружающем пространстве вихревого магнитного поля.

 

Ток смещения введен Максвеллом для установления количественных

соотношений между изменяющимся электрическим полем и вызываемым им магнитным полем.

 

По Максвеллу, в цепи переменного тока, содержащей конденсатор, пере­менное электрическое поле в конденсаторе в каждый момент времени созда­ет такое магнитное поле, как если бы между обкладками конденсатора существовал ток смещения,равный току в подводящих проводах. Тогда можно утверждать, что токи проводимости (I) и смещения (I ) равны: I = I .

 

Ток проводимости вблизи обкладок конденсатора

;

(поверхностная плотность заряда о на обкладках равна электри­ческому смещению в конденсаторе).

Сила тока сквозь произвольную поверхность S может быть определена как поток вектора плотности тока:

 

;

 

-плотность тока смещения.

 

 

Тема 14. Вопрос 3.