506 2

,5 WŁASNOŚĆ* MAGNETYCZNE MATERIAŁÓW

PRZYKŁAD 15. t. Oblicz indukcje magnetyczny wzdłuż om solcnoidu ,

zwojami i długości 400 mm. jeżeli jest on w próżni, a natężenie płyn,,,, ^ prądu wynosi 5 A.

Rozwiązanie. Z równania (15.2)

-7

otrzymujemy 300(5 A)

//

3750 A m

-1

0.4 m Z równania (15.3)

B₀ = H₀H otrzymujemy

/?„ = (1.257-10"⁶ Hm” *)(3750 A m“‘) = 4.71 • JO*³ T

15.3. Zachowanie magnetyczne materiałów

15.3.1. Diamagnetyzm

Diamagnetyzm jest własnością wszystkich ciał polegającą na tym. że _{po Urn},. czemu ich w polu magnetycznym magnesują się przeciwnie do kierunku te, ''

(rys. 15.4). Jesion rezułtatem działania pola magnetycznego na powłoki elektro! ^P," ' atomów ciała. Zewnętrzne pole magnetyczne zawsze modyfikuje orbitalny”^ elektronów w atomach w taki sposób, że powstający w wyniku tej mody fik-

^Q)

H = 0

oooo

oooo

oooo

oooo

©0©0

©00©

©00©

©00©

RYS. 15.4 Orientacja atomowych momentów magnetycznych w materiale diamagnciycznym: a) jeżeli me ma zewnętrznego pola magnetycznego, to atomy mc maja momentów magnetycznych, t» w obecności zewnętrznego pola magnetycznego atomy uzyskują indukowane momenty magnetyczne zorientowane w kierunku przeciwnym do kierunku zewnętrznego pola magnetycznego

_

dodatkowy moment magnetyczny jest skierowany przeciwnie do kierunku natężenia przyłożonego p<>*“ magnetycznego. Materiały reagujące jedynie w ten sposób pa zewnętrzne połę magnetyczne mają ujemną podatność magnetyczną oraz względną przcnikalność magnetyczną nieco mniejszą niZ. I <ok 0.99995) i są nazywane dlamagnetykami. W temperaturze otoczenia diamagnclykami są między innymi Ag. Au. Cu, Zn. Pb, C, A1₂0₅ i szkło Diamagnetyki są wypychane / niejednorodnego pola magnetycznego, natomiast pozostałe materiały są wciągane z różną siłą.

Diamagnetyzm ze względu na małą wartość momentu magnetycznego Ujawnia Się jedynie wówczas, gdy wypadkowe momenty magnetyczne atomów są równe lub bliskie zeru. tj. gdy atomy nie są trwałymi magnesami. W ciałach, w których atomy mają trwałe momenty magnetyczne, diamagnetyzm jest maskowany znacznie silniejszym paramagnetyzmem lub ferromagnetyzmem.

15.3.2. Paramagnetyzm

paramagnetyzm jest własnością tych materiałów, w których atomy lub jony mają. ze względu na niecałkowite znoszenie się momentów magnetycznych spinowych i/lub orbitalnych, stałe momenty magnetyczne, a jednocześnie nic występują w nich silne wzajemne oddziaływania orientujące momenty magnetyczne atomów lub jonów i dlatego ich momenty magnetyczne są ustawione przypadkowo, co powoduje, że nie dają wypadkowego namagnesowania. Pod wpływem pola magnetycznego następuje częściowe orientowanie się tych momentów magnetycznych w kierunku przyłożonego pola (rys. 15.5). co prowadzi do wypadkowego namagnesowania materiału.

©Q©0    0©0©

00©© 0©0©

0©©0

RYS 15 5. Schemat przedstawiający orientacje momentów magnetycznych atomów w materiale paramagnetycznym: a) bez zewnętrznego pola magnetycznego orientacja momentów magnetycznych poszczególnych atomów jest przypadkowa, b) w zewnętrznym polu magnetycznym momenty magnetyczne atomów orientują się w kierunku pola

Ze względu na to. te nie ma silnego wzajemnego oddziaływania orientującego momenty magnetyczne atomów lub jonów, to do tego, aby ustawić równoległe wszystkie momenty magnetyczne w kierunku pola są wymagane bardzo duże pola magnetyczne. Względna przenikalność magnetyczna paramagnetyków jest nieco

507