Сторінка
3

Магнітні властивості речовини

Рис. 4

Якщо парамагнітне тіло піднести до полюсів магніту, воно притягується, а коли стержень із парамагнетика вільно висить на нитці, то встановлюються вздовж силових ліній поля магніту. До парамагнітних тіл належать гази, лу­жні та лужноземельні метали, алюміній, платина, вольфрам, хром, марганець, розчини солей заліза тощо.

Таким чином, магнітне поле, що утворюється у речовині, є результатом додавання двох полів: зовнішнього і власного поля речовини, яке виникає у результаті намагнічування. Магнітну індукцію В поля в речовині можна ви­разити як алгебраїчну суму індукції зовнішнього поля В0 та Індукції 5В влас­ного поля речовини:

В = В0 + Яв = МД

Для парамагнетиків відносна магнітна проникність ц > 1, тобто магнітна індукція зовнішнього поля за наявності парамагнетика виявляється більшою за магнітну індукцію без парамагнетика.

У неоднорідному магнітному полі парамагнетик втягується у ділянку з бі­льшою індукцією магнітного поля.

Якщо парамагнетик винести з магнітного поля, то його речовина поверта­ється у вихідний немагнітний стан.

Діамагнетики

Рух електронів по орбітах в атомах можна розглядати як деякий мікро-струм. Усі ці мікроструми утворюють свої магнітні мікрополя, які, додаю­чись, утворюють власне елементарне магнітне поле атома. Проте в деяких випадках (за певної кількості електронів у атомі і відповідних орієнтаціях їх­ніх рухів) мікрополя в атомі можуть взаємно компенсуватися і тоді атом вла­сного елементарного магнітного поля не має.

Речовини, атоми яких власного елементарного магнітного поля не мають (рис. 5а), називаються діамагнетиками. Тіла, що складаються з діамагнетич-них речовин, немагнітні. Вони власного магнітного поля не утворюють, оскі­льки елементарні магнітні поля атомів відсутні.

Якщо діамагнетичну речовину помістити у зовнішнє магнітне поле, то на мікроструми в його атомах з боку поля діятимуть сили Лоренца, які викли­чуть зміну просторової орієнтації орбіт електронів. У зв'язку з цим в атомах з'являться наведені елементарні магнітні поля, напрями яких протилежні зо­внішньому полю (правило Ленца). У результаті додавання цих елементарних полів утворюється власне магнітне поле речовини, яке спрямоване назустріч зовнішньому полю, і його послаблює (рис. 56). На рисунку силові лінії зов­нішнього поля позначені суцільною лінією, а речовини власного поля — пунктиром. Цей ефект називається діамагнетизмом і у діамагнетиків є єди­ним результатом дії зовнішнього поля.

Рис. 5

Якщо діамагнітне тіло піднести до полюсів магніту, то воно виштовхуєть­ся в ділянку слабого магнітного поля, а коли стержень з діамагнетика вільно

висить на нитці в однорідному магнітному полі, то встановлюється перпен­дикулярно до силових ліній поля. До діамагнітних речовин належать: вода, переважна частина органічних сполук (наприклад, вуглеводи і білки), алмаз, графіт, майже всі гази, а також деякі метали (вісмут, срібло, цинк, мідь, золо­то). Якщо діамагнетик винести із зовнішнього магнітного поля, він поверта­ється у вихідний немагнітний стан.

Таким чином, магнітне поле, що утворюється у діамагнетику, внесеному в зовнішнє магнітне поле, є результатом додавання двох полів: зовнішнього і власного поля речовини, яке виникає у результаті намагнічування. Магнітну індукцію В поля в речовині можна виразити як алгебраїчну суму індукції BQ поля, що намагнічує, та індукції Z?B власного поля речовини:

В = BQ + SB = МД

Для діамагнетиків відносна магнітна проникність ц < 1, тобто магнітна ін­дукція поля за наявності діамагнетика виявляється меншою за магнітну інду­кцію без діамагнетика.