Магнитное поле в веществе. (Лекция 17)

имеет квантовую природу и является такими же неотъемлемым его свойством, как масса и заряд.

намагничивания: «домены», магнитный момент которых отличен от нуля.

у свободного электрона и у связанного электрона в атоме.

равна полному магнитному моменту атома (молекулы). Вследствие этого атомы (молекулы) можно рассматривать как микроскопические круговые контура с током, получившие в физике название молекулярных токов Ампера.
Как показывает опыт, для парамагнетиков и ферромагнетиков суммарный магнитный момент атомов (молекул) отличен от нуля. Для диамагнетиков при отсутствии магнитного поля он равен нулю.

A/м (как и для J)

В не слишком сильных внешних полях (создаваемыми обычными токами)

- магнитная восприимчивость (аналог диэлектрической восприимчивости)

В вакууме:

1 А/м

4π∙10-7 Тл

безразмерный коэффициент, возможно μ ≥ 1 и μ ≤ 1)

Напряжённость магнитного поля в вакууме и магнетике одна и та же.

создаётся макроскопическими и молекулярными (Ампера) токами

B ↔ Тесла (Тл)
Н ↔ А/м

поле, то,

согласно закону Фарадея, в контуре индуцируется ЭДС и порождаемый ею ток,

направленный так, чтобы ослабить внешнее магнитное поле (принцип Ленца).

Если считать, что электрон, движущийся по своей орбите в атоме – это контур с током, то включение магнитного поля должно изменить движение электрона так, чтобы возник дополнительный ток, уменьшающий внешнее магнитное поле.

Следует ожидать возникновения диамагнетизма.

Действительно, диамагнетизм возникает всегда, в том числе в пара- и ферромагнетиках.

Но в пара- и ферромагнетиках диамагнитное ослабление внешнего магнитного поля незаметно на фоне гораздо более сильных эффектов пара- и ферромагнитного усиления поля.

Индуцированный магнитный момент атома

движение электрона

Контур с током

Закон изменения момента импульса:

направления B с угловой скоростью ωл. При этом наклонённые электронные орбиты прецессируют. Это вроде соответствует описанию Сивухина.

на dφ

ядра

Можно трактовать, как индуцированный (наведенный) ток.

+ по окружности радиуса r’ в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции.

Направление индуцированного тока противоположно направлению движения электрона

для атома с числом электронов Z

Полный магнитный момент для атома с числом электронов Z

Магнитный момент атома определяется только величиной индуцированного магнитного момента , имеющего направление противоположное направлению вектора магнитной индукции.

Диамагнетики - резюме

Магнитный момент единицы объёма диамагнетика (вектор намагничивания) в магнитном поле:

≈ 1

атомов вдоль линий магнитной индукции

Вектор намагничивания

Парамагнетики

А/м

Магнитный момент атома

Число атомов

Тепло разупорядочивает