§ 22.15. Substanțe paramagnetice, diamagnetice și feromagnetice.
Substanțele magnetizate sub influența unui câmp magnetic sunt numite magneți. Unele substanțe, atunci când sunt magnetizate de un câmp extern, o întăresc, în timp ce altele slăbesc. Considerăm mai întâi substanțe ale căror molecule au un câmp magnetic intrinsec datorită mișcării orbitale a electronilor în jurul nucleelor. Acest câmp magnetic este similar câmpului unui curent circular. Prin urmare, astfel de molecule pot fi imaginate ca magneți foarte mici, cu poli de nord și de sud.
Dacă o astfel de substanță intră într-un câmp magnetic extern, atunci moleculele sale sunt acționate de momentele care creează un aranjament ordonat de molecule de-a lungul liniilor de inducție magnetică. În acest caz, liniile de inducție pătrund în moleculă din partea polului sudic, dar lăsându-l din polul nordic. În consecință, câmpul magnetic se intensifică în interiorul substanței. Corpurile fabricate din astfel de substanțe sunt magnetizate de câmpul exterior, așa cum se arată în Fig. 22,21, a. Atunci când un câmp creat de o substanță este aplicat unui câmp extern, câmpul magnetic rezultat, prezentat în Fig. 22.21, b, unde se vede că liniile de inducție par a fi trase în corp. O tijă dintr-o astfel de substanță într-un câmp extern este situată de-a lungul liniilor de inducție,
Din fig. 22.21 că bara trebuie să fie trasă într-un câmp magnetic extern, deoarece sunt atrasi stâlpii opuși ai magneților.
Deoarece mișcarea termică a moleculelor de materie din organism le perturbează dispunerea ordonată, magnetizarea scade odată cu creșterea temperaturii. Dacă acest corp este îndepărtat din câmpul extern, mișcarea haotică a moleculelor va conduce la demagnetizarea sa completă.
Din cele de mai sus rezultă că permeabilitatea magnetică relativă a unui astfel de magnet este mai mare decât unitatea. (Astfel, pentru azotul de mangan aluminiu) Substanțe în care permeabilitatea magnetică este puțin mai numită paramagnetică.
Astfel, proprietățile paramagnetice ale materiei sunt explicate prin mișcarea orbitală a electronilor în jurul nucleelor atomice, ceea ce creează un câmp magnetic intrinsec al moleculelor. Observăm că paramagnetele sunt foarte slab magnetizate.
Într-un mod diferit se comportă într-un câmp magnetic extern al materiei, moleculele cărora nu au propriul câmp magnetic. Corpul unui astfel de material este magnetizat, astfel încât interiorul câmpului magnetic propriu corpul său este îndreptată opus câmpului extern (Fig. 22.22, a).
În consecință, în interiorul substanței, câmpul este oarecum mai slab decât în afară; liniile de inducție sunt, așa cum au fost, deplasate din corp (Figura 22.22, b). Permeabilitatea magnetică relativă a acestor magneți este puțin mai mică decât unitatea. (De exemplu, în bismut de siliciu, apă de hidrogen)
Substanțele în care permeabilitatea magnetică este puțin mai puțin numită magnetic și. Proprietățile diamagnetice ale materiei sunt chiar mai slabe decât proprietățile paramagnetice. Un reprezentant tipic al diamagneticii este bismutul. Din fig. 22.22b, se observă că diamagnetul trebuie împins din câmpul magnetic extern, deoarece polii de același nume se opun reciproc. Motivul pentru proprietățile diamagnetice ale substanțelor va fi discutat în capitolul următor (§ 23.5).
Pe lângă cele descrise mai sus, există un mic grup de substanțe în care permeabilitatea relativă este de mai multe ori mai mare decât unitatea. Substanțe în care permeabilitatea magnetică este numită de mai multe ori mai mult ferromagneți și. Cel mai proeminent reprezentant al acestor substanțe este fierul. Acesta poate întări câmpul magnetic extern de mii de ori. Ele sunt, de asemenea, din oțel feromagnetic, fier, nichel, cobalt, gadoliniu metale rare și unele aliaje de metale feromagnetice. Efectul „trage“ liniile de inducție câmpului extern în materialul feromagnetic este exprimat foarte puternic (Fig. 22.23).
Studia structura feromagnetic folosind un microscop a arătat că materialul feromagnetic constă dintr-o multitudine de zone automat (spontan) magnetizate de măsurare aproximativ 0,001 mm,
care au început să fie numite domenii. În fiecare domeniu, momentele magnetice ale tuturor moleculelor sale sunt îndreptate într-o direcție.
Dacă feromagnetul nu este magnetizat, atunci domeniile din acesta sunt situate haotic (Fig.22.24, a). Când materialul feromagnetic este plasat într-un câmp magnetic extern, domeniile sale remagnetized, astfel încât momentele lor magnetice sunt orientate de-a lungul liniilor de inducție câmpului extern (orientat în direcția câmpului) și, astfel, crește de multe ori ei (Fig. 22.24, b).
Doar substanțele care constau în domenii aparțin feromagneților. Atunci când direcțiile câmpurilor magnetice ale tuturor domeniilor coincid cu direcția câmpului exterior, feromagnetul va fi magnetizat până la limită. O astfel de stare a unui feromagnet se numește saturație magnetică. Observăm că fiecare domeniu individual este întotdeauna magnetizat până la saturație.
Explicație au fost găsite proprietăți feromagnetice după ce a constatat că electronii se rotesc în jurul axei sale, în plus față de mișcarea orbitală în jurul nucleului, adică ,. E. Au un moment unghiular intrinsec, numit „spinul“ (cuvântul englezesc însemnând „filare“).
Deoarece electronul este încărcat, trebuie să aibă propriul său moment magnetic. Momentele magnetice ale electronilor dintr-un atom pot avea doar două direcții opuse: paralele și antiparalerale. În majoritatea cazurilor, momentele magnetice ale electronilor din atomi au direcții opuse, astfel încât câmpurile lor magnetice sunt compensate.
În feromagneți, există mai mulți electroni în atomi, momentele magnetice ale cărora nu sunt compensate, deoarece sunt îndreptate într-o singură direcție. Acești electroni amplifică câmpul magnetic în jurul atomilor. Deoarece atomii vzaimrdeystvuyut adiacente unul celuilalt prin partajarea electronilor de valență, momentele magnetice ale acestor atomi sunt aranjate în paralel, și anume. E. Un material ce prezintă domenii.
Astfel, proprietățile magnetice ale ferromagnets explicat prin prezența de electroni necompensat rotiri ale atomilor și au interacțiunea lor electrică între atomii care apar în schimbul de electroni de valență.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: