Img00277

281

5.3.    Jeden z przykładów zjawisk związanych z magnetycznymi własnościami materiałów to znaczna zmiana indukcyjności własnej cewki prądowej po umieszczeniu w niej materiału magnetycznego (rdzenia). Podobne zjawisko obserwuje się w przypadku kondensatora płaskiego po umieszczeniu między jego okładkami dielektryka — pojemność kondensatora ulega wtedy zwiększeniu.

Zmiana indukcyjności cewki zależy od charakteru magnetycznych własności materiału rdzenia. Biorąc pod uwagę zachowanie się materiałów pod wpływem działania pola magnetycznego można je podzielić na trzy główne grupy (materiały o własnościach antyferromagnetycznych i ferrimagnetycznych występują rzadziej):

-    Materiały diamagnetyczne, które magnetyzują się w bardzo słabym stopniu i w kierunku przeciwnym do kierunku działania zewnętrznego pola magnetycznego. Ten rodzaj magnetyzacji jest proporcjonalny do zewnętrznego pola magnetycznego i jest niezależny od temperatury. Przykładem materiałów tego typu są: gazy szlachetne, miedź, srebro, cynk, bizmut, złoto, węgiel, kadm, rtęć, ołów, siarka itd.

-    Materiały paramagnetyczne, które magnetyzują się również w niewielkim stopniu, lecz w kierunku zgodnym z kierunkiem działania zewnętrznego pola magnetycznego. Ten rodzaj magnetyzmu jest na ogół proporcjonalny do zewnętrznego pola magnetycznego i odwrotnie proporcjonalny do temperatury bezwzględnej. Przykładami takich materiałów są: metale alkaliczne, platyna, magnez, aluminium, cyna, wanad, wolfram itd.

-    Materiały ferromagnetyczne, które magnetyzują się w bardzo silnym stopniu i w kierunku zgodnym z kierunkiem działania zewnętrznego pola magnetycznego oraz wykazują przy okresowej zmianie kierunku pola własności histerezy (tj. zachowują w mniejszym lub większym stopniu magnetyzację po zaniku zewnętrznego pola). Ten rodzaj magnetyzmu nie jest proporcjonalny do zewnętrznego pola magnetycznego i jest odwrotnie proporcjonalny do różnicy (T- 0), gdzie T jest temperaturą bezwzględną, a 0 - temperaturą krytyczną (punkt Curie), charakterystyczną dla danego materiału. Typowymi przykładami takich materiałów są: żelazo, nikiel i kobalt. Własności ferromagnetyczne wykazuje również kilka cięższych pierwiastków w grupie lantanowców.

Trwałe dipole magnetyczne

5.4.    Każda cząstka naładowana, obdarzona momentem pędu, wytwarza trwały magnetyczny moment dipolowy. W strukturze atomu momentami pędu obdarzone jest jądro oraz elektrony. Każdy z elektronów obiega jądro po orbicie, wytwarzając orbitalny moment pędu oraz obraca się wokół własnej osi, wytwarzając moment pędu, zwany spinem. Tak więc na wypadkowy magnetyczny moment dipolowy atomu składają się dodawane wektorowo:

-    jądrowy moment magnetyczny,

-    orbitalne momenty magnetyczne elektronów,

-    spinowe momenty magnetyczne elektronów.

Zasady dodawania tych składowych opisuje mechanika kwantowa.