Меню

Микроскопические токи в веществе

Поле намагниченного вещества. Микроскопические связанные токи

Магнитное поле, которое создается намагниченной средой, можно рассмотреть как поле, создаваемое рядом элементарных моментов.

Также возможно и другое рассмотрение, но его обязательно нужно приводить к тому же результату. В другом рассмотрении магнитное поле, создаваемое поляризованной средой, рассматривается как поле, создаваемое связанными микроскопическими токами. Представив, как это предложил Ампер, магнитные моменты элементарными контурами тока, можно заметить, что в области однородной намагниченности токи смежных контуров взаимно компенсируются, как это показано для нескольких контуров на торце намагниченного стержня (рисунок ниже).

Несколько контуров намагниченного стержня

Только токи на границе тела оказываются некомпенсированными, при этом не составляет большого труда рассчитать плотность связанного поверхностного тока:

Плотность связанного поверхностного тока

Где n 0 – внешняя нормаль к поверхности намагниченного тела.

Если две намагниченные среды с намагниченностями М1 и М2 граничат, то в формуле (1) нужно заменить М на выражение М1 – М2 при условии направления нормали n 0 из первой среды во вторую.

Если намагниченное вещество неоднородно могут возникать и объемные связанные токи. Если намагниченность тела меняется по закону:

Закон изменения намагниченности в неоднородном веществе

То есть, если намагниченность изменяется только в зависимости от координаты y и направлена по оси x, то связанный ток внутри вещества будет иметь плотность:

Плотность связанного тока внутри вещества

Направленную по оси z (рисунок ниже, где прямоугольными контурами показаны остающийся некомпенсированный ток и возрастающая намагниченность).

Связанная плотность тока направленная по оси z

Важно помнить, что неоднородность намагниченности необходимое, но не достаточное условие для существования связанного тока.

Векторный потенциал, обусловленный намагниченностью

Если рассматривать элемент объема намагниченной среды как элементарный магнитный момент MdV и использовав выражение для векторного потенциала момента найдем:

Векторный потенциал, обусловленный намагниченностью

Интеграл должен распространяться на всю область пространства, где М не равно нулю.

С другой стороны, основываясь на представлении о том, что намагниченности соответствуют связанные (Амперовы, молекулярные) токи Jсвяз, векторный потенциал поля намагниченной среды можно выразить по формуле, представляющий векторный потенциал через плотность тока:

Векторный потенциал выраженный через плотность тока

Приравняв АМ и Аiсвяз найдем формулу, которая выражает плотность связанных токов как функцию намагниченности.

Использовав формулу векторного анализа получим:

Плотность связанных токов как функция намагниченности

Подынтегральное выражение (4) может быть представлено в следующем виде:

Подынтегральное выражение записанное в другом виде

После чего формула (4) принимает вид:

Векторный потенциал, обусловленный намагниченностью выраженный через векторный анализ

К последнему слагаемому может быть применено следующее преобразование (в данном случае предполагается, что во всем рассматриваемом пространстве отсутствуют поверхности разрыва вектора намагниченности. Только в таком случае имеет смысл операции rot M и становятся возможными все проводимые здесь интегральные преобразования.

Для того, чтобы описанное предположение удовлетворялось, можно всегда считать, что граница различно намагниченных областей обладает некоторой, хотя бы и очень малой толщиной, внутри которой намагниченность плавно переходит от значения, соответствующего одной области, к значению другой области):

Применение преобразования к последнему слагаемому

Где подразумевается, что дифференцирование в операции rot производится по координатам переменного элемента объема dV. В таком случае:

Дифференцирование по координатам переменного элемента объема dV

В формуле (10) интегрирование производится по поверхности, которая охватывает весь объем, на который распространяется интеграл слева. В рассматриваемом случае интеграл слева должен быть распространен на весь объем, занятый намагниченным веществом. Однако, стоит отметить, что распространить его можно и на больший объем, то есть попасть в область, где М = 0, при этом не нарушая требуемых условий. В таком случае можно всю поверхность S (интеграл справа в формуле (9)) провести в области, где М = 0, тем самым обращая в нуль весь интеграл. При распространении интеграла на всю намагниченную область:

Распространение интеграла на всю намагниченную область

Сопоставив последнее равенство (5), из условия АМ = Аiсвяз, находим:

Плотность связанного тока внутри вещества при условии Ам равно Аiсвяз

Индекс u отсутствует в данном выражении, так как нет возможности другого толкования операций дифференцирования.

Но большей наглядностью, как по мне, обладает другой вывод того же соотношения (12), основывающийся на более конкретном представлении о носителях магнитного момента в намагниченной среде (спин электрона представлен кольцевым током, пронизывающим контур интегрирования), но, к сожалению, такая конкретизация не может считаться достаточно обоснованной.

Источник

Микроскопические токи в веществе

Вы будете перенаправлены на Автор24

Определение молекулярного тока

Магнитное поле, подобно полю электрическому может быть макроскопическим и микроскопическим. Микроскопическое поле возникает в результате движения элементарных зарядов в веществе. Макроскопическое поле — результат усреднения микроскопических полей по бесконечно малым объемам пространства. Вращения электронов и ядер атомов по отношению к создаваемому ими магнитному полю эквивалентны токам, которые текут в атомах вещества. Средняя плотность такого тока в веществе равна нулю, переноса электрического заряда на макроскопические расстояния не происходит.

Итак, токи эквивалентные тем, которые возникают при движении элементарных зарядов в молекулах и атомах вещества, называют молекулярными токами.

Готовые работы на аналогичную тему

В ненамагниченных магнетиках молекулярные токи распределены хаотично, их магнитные поля в среднем взаимно компенсируют друг друга. Намагниченный магнетик можно характеризовать упорядоченным характером молекулярных токов, благодаря чему результирующее магнитное поле вещества не равно нулю.

В тех магнетиках, которые являются проводниками (например, металлы) различают токи проводимости (плотность тока проводимости $\overrightarrow>$), которые относят к упорядоченному движению заряда в макроскопическом понимании (например, движению свободных электронов в металле) и молекулярные токи ($\overrightarrow$), тогда микроскопическую плотность тока ($\overrightarrow>$) в среде вычисляют как:

Часто предполагают, что отличие токов проводимости от молекулярных токов в том, что молекулярные токи замыкаются внутри микроскопически малых объектов пространства. Подобное разделение токов на два типа упрощает вывод макро уравнений поля из посылок электронной теории.

Молекулярные токи и индукция магнитного поля

Для того, чтобы вычислить индукцию макроскопического поля молекулярные токи заменяют макроскопическими токами, которые непрерывно изменяются в пространстве. Такие токи имеют название токов намагничивания. Дальше эти плотность этих токов будем обозначать $\overrightarrow$. Плотность токов проводимости будем обозначать $\overrightarrow$. Так получаем, что магнитное поле порождается токами проводимости и токами намагничивания. Если известны эти токи, то можно вычислять индукцию поля $\overrightarrow,$ используя формулы для вакуума. В таком случае теорема о циркуляции вектора индукции магнитного поля будет иметь вид:

Читайте также:  Кабель асбл 3х240 допустимый ток

или в дифференциальной форме:

где I — ток проводимости, $I_m$ — ток намагничивания, полные токи, которые пронизывают контур L.

Итак, возникновение магнитных моментов связано с наличием круговых токов. Токи в элементарных объемах, которые приводят к возникновению магнитных моментов, назвали молекулярными токами. Однако не следует воспринимать этот термин буквально. Молекулярные токи, строго говоря, могут течь только внутри молекулы. При определении намагниченности и других параметров имеют в виду усредненные величины. Магнитные моменты представляют размазанными по объему вещества, а молекулярные токи текущими по всему объему.

Намагниченность

Для характеристики состояния намагниченного состояния магнетика используют вектор намагниченности $(\overrightarrow)$.

Намагниченностью ($\overrightarrow$) называют физическую величину, которая равна:

где $\triangle V$ — элементарный объем, $\overrightarrow>$ — магнитные моменты молекул, суммирование осуществляется по всем молекулам в объеме $\triangle V$. Из формулы (4) имеем, что:

Связь намагниченности с молекулярными токами

Рассмотрим бесконечно маленький замкнутый контур L, который ограничивает элемент площади $\triangle S$ (рис.1). Вычислим циркуляцию намагниченности ($\overrightarrow$) по контуру:

Молекулярные токи, их связь с вектором намагниченности

где $J_<\tau >$- тангенциальная составляющая вектора намагниченности вдоль контура L. Эта составляющая возникает за счет токов, которые текут по замкнутым контурам вокруг линии, вдоль которой проводится интегрирование. Умножим и разделим правую часть выражения (6) на величину $\delta S$ (площадь которую обтекает ток в плоскости, которая перпендикулярная линии интегрирования), проведем преобразования в том числе используя выражение (5):

В соответствии с определением магнитного момента ($p_m=IS\to _m=\delta I\delta S,\ $)$\ где\ \delta I\ сила\ тока,\ который\ обтекает\ площадку\ \ \delta S,$ причем$\ \delta I$ пересекает $\triangle S$ по нармали. Получаем из (7):

где $\triangle I_n$- нормальная составляющая силы тока, которая пересекает площадку $\triangle S.$ В результате мы получили:

Из выражения (9) легко получить:

Формула (10) — выражение для объемной плотности молекулярных токов, которые являются причиной намагниченности $\overrightarrow$.

Молекулярные токи могут течь и по поверхности раздела меду магнетиками или между магнетиком и вакуумом. Тогда поверхностная плотность молекулярного тока ($i_=\frac<\triangle I_>$) равна:

где $\overrightarrow$ — единичные вектор нормали к поверхности раздела, направленные во вторую среду.

Задание: Получите формулу, связывающую объемную плотность молекулярных токов и вектор намагниченности ($\overrightarrow=rot\overrightarrow$).

Найдем составляющую ротора вектора намагниченности в направлении нормали к площадке $\triangle S\ (рис.1)$. Используем определение ротора и равенство (1.1):

$j_$— нормальная составляющая плотности молекулярных токов. Это логично, так как именно они отвечают за возникновение намагниченности.

Равенство (1.2) выполняется при любой ориентации площадки $\triangle S,$ то есть для любых компонент $rot\overrightarrow\ $и $\overrightarrow$. Следовательно, имеет место равенство:

Задание: Покажите, что поля постоянного магнита в виде цилиндра и поле соленоида с током эквивалентны.

Молекулярные токи, их связь с вектором намагниченности

Найдем поверхностную плотность молекулярного тока однородного намагниченного цилиндра (рис.2), который является постоянным магнитом.

Намагниченность цилиндра ($\overrightarrow$) изображена на рис.2 стрелкой. В вакууме намагниченность равна нулю $J_2=0.$ Нормаль $\overrightarrow$ — внешняя нормаль к цилиндру. В соответствии с формулой:

плотность поверхностного молекулярного тока, который течет по цилиндру, равна:

\[\overrightarrow>=\overrightarrow\times \left(-\overrightarrow\right)=\overrightarrow\times \overrightarrow\left(2.2\right).\]

Одна из линий тока показана как окружность со стрелкой. Намагниченность $\overrightarrow$ составляет с текущим по поверхности током правовинтовую систему. Из формулы:

следует, что объемные молекулярные токи внутри цилиндра отсутствуют.

Ответ: Поле вне цилиндра создано поверхностными молекулярными токами, которые текут по окружностям. Этим доказано, что поля постоянного цилиндрического магнита и поле соленоида эквивалентны.

Источник

Магнитное поле в веществе

В любом теле существуют микроскопические токи, обусловленные движением электронов в молекулах атомах. Эти микроскопические токи создают собственное магнитное поле . Поэтому магнитная индукция в среде складывается из индукции внешнего магнитного поля и собственной индукции вещества:

При изучении магнитного поля в веществе различают два типа токов – макротоки и микротоки.

Макротоками называются токи проводимости и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел.

Микротоками (молекулярными токами) называют токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах. Одним из важнейших свойств электрона является наличие у него не только электрического, но и собственного магнитного поля. Собственное магнитное поле электрона называют спиновым (spin – вращение). Электрон создает магнитное поле также и за счет орбитального движения вокруг ядра, которое можно уподобить круговому микротоку. Спиновые поля электронов и магнитные поля, обусловленные их орбитальными движениями, и определяют широкий спектр магнитных свойств веществ.

Вещества крайне разнообразны по своим магнитным свойствам. У большинства веществ эти свойства выражены слабо.

Зависимость между и Во. Из следует, что чем , тем => , где χ- это магнитная восприимчивость среды. Вектор собственной магнитной индукции среды может быть как сонаправлен с вектором магнитной индукции внешнего поля , так и противоположен ему.

Функция магнитной восприимчивости. Разная магнитная восприимчивость веществ χ опредиляет различие их магнитных свойств. Поэтому разделяют три основных класса веществ с резко отличающимися магнитными свойствами: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Диамагнетик вещества, которые слабо намагничиваются против поля, то есть поле в диамагнетиках слабее, чем в вакууме, a также у которого вектор индукции собственного магнитного поля направлен в противоположную сторону вектору магнитной индукции внешнего поля ( ), значительно меньше его по модулю ( ).

Для диамагнетика , , потому что , а .

Парамагнетик- вещества, которые слабо намагничиваются в магнитном поле, причем результирующее поле в парамагнетиках сильнее, чем в вакууме, а также у которых вектор индукции собственного магнитного поля сонаправлен с вектором магнитной индукции внешнего поля ( ), меньше его по модулю ( ).

Для парамагнетика , при этом .

Ферромагнетик – вещества, способные сильно намагничиваться в магнитном поле, а также у котороых вектор индукции собственного магнитного поля , сонаправлен с вектором магнитной индукции внешнего поля ( ), значительно превышает его по модулю ( ).

Для ферромагнетика ,

Мы имеем: (1); => (2). Если мы подставим формулу (2) в формулу (1), то мы получим: , а точнее , где – магнитная проницаемость среды.

Читайте также:  Изменение тока якоря при изменении нагрузки

Магнитная проницаемость среды: Магнитная проницаемость среды- физическая величина, показывающая, во сколько раз индукция магнитного поля в однородной среде отличается от магнитной индукции внешнего поля в вакууме:

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Микроскопический ток

По современным представлениям источником магнитного поля являются движущиеся электрические заряды. В веществе имеют место два типа микроскопических токов , связанных с орбитальным и спиновым движением заряженных частиц. Поэтому ядра и электронные оболочки атомов обладают определенным результирующим орбитальным и спиновым магнетизмом, количественной характеристикой которого являются соответствующие магнитные моменты атомов. Мерой магнитного состояния макроскопического образца материала служит результирующий магнитный момент, отнесенный к единице объема или к единице массы образца. [31]

Формулы (5.35) — (5.40) относятся к равновесным флуктуа-циям значений микроскопического электромагнитного поля в системе. Посредством уравнений Максвелла в вакууме с этим полем связаны микроскопические токи и заряды в системе. [32]

Впервые эквивалентность магнитных полей намагниченных веществ и токов была отмечена Ампером. Представление о токах намагничения необходимо для того, чтобы микроскопические токи атомного происхождения ввести в макроскопическую теорию. [34]

До тех пор, пока тело находится в ненамагниченном со-оянии, магнитное поле этих движущихся частичек неза-зтно, так как они движутся в самых различных направле — IHX и действие одних уравновешивается противодействием зугих ( фиг. Но при воздействии на железо магнит-эго поля, созданного внешним током, в движение этих iCTH46K вносится порядок: микроскопические токи , совпа-ающие с внешним намагничивающим током, теперь пре-эладают над токами, направленными по другому пути фиг. [35]

Таким образом, циркуляция вектора магнитной индукции В по произвольному замкнутому контуру равна алгебраической сумме токов проводимости и молекулярных токов, охватываемых этим контуром, умноженной на магнитную постоянную. Вектор В, таким образом, характеризует результирующее поле, созданное как макроскопическими токами в проводниках ( токами проводимости), так и микроскопическими токами в магнетиках, поэтому линии вектора магнитной индукции В не имеют источников и являются замкнутыми. [36]

Проблема состоит в том, что мы не можем реально использовать точные микроскопические уравнения, включающие поштучно все частицы магнетика, и должны перейти к какому-то усредненному описанию, в котором отклик частиц должен быть представлен как некоторая реакция сплошной среды. Ситуация подобна таковой в диэлектриках; здесь так же перестают быть тождественными понятия индукции и поля, только индуцируются уже не связанные заряды, а некоторые микроскопические токи . Микроскопичность в данном случае означает не только малый пространственный масштаб наведенных диполей. Они, например, не испытывают сопротивления и не приводят к джоулеву тепловыделению. [37]

Опыт показывает, что все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются. Рассмотрим причину этого явления с точки зрения строения атомов и молекул, положив в основу гипотезу Ампера ( см. § 109), согласно которой в любом теле существуют микроскопические токи , обусловленные движением электронов в атомах и молекулах. [38]

Вещества, оказывающие влияние на магнитное поле, называются магнетиками. Физической причиной этого влияния являются элементарные магнитные поля, создаваемые круговым движением электронов в атомах и молекулах магнетика. В отсутствие внешнего магнитного поля плоскости этих замкнутых микроскопических токов расположены хаотически и их среднее магнитное поле равно нулю. Внешнее магнитное поле Н оказывает ориентирующее действие на замкнутые микроскопические токи, в результате чего среднее значение НСр микроскопических полей становится отличным от нуля и добавляется к внешнему магнитному полю. [40]

До сих пор мы рассматривали макроскопические токи, текущие в проводниках. Однако, согласно предположению французского физика А. Ампера ( 1775 — 1836), в любом теле существуют микроскопические токи , обусловленные движением электронов в атомах и молекулах. Эти микроскопические молекулярные токи создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в магнитных полях макротоков. [41]

До сих пор мы рассматривали макроскопические токи, текущие в проводниках. Однако, согласно предположению французского физика А. Ампера ( 1775 — 1836), в любом теле существуют микроскопические токи , обусловленные движением электронов в атомах и молекулах. Эти микроскопические молекулярные токи создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в — магнитных полях макротоков. Например, если вблизи какого-то тела поместить проводник с током ( макроток), то под действием его магнитного поля микротоки во всех атомах определенным образом ориентируются, создавая в теле дополнительное магнитное поле. [42]

До сих пор мы рассматривали макроскопические токи, текущие в проводниках. Однако, согласно предположению французского физика А. Ампера ( 1775 — 1836), в любом теле существуют микроскопические токи , обусловленные движением электронов в атомах и молекулах. Эти микроскопические молекулярные гоки создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в магнитных полях макротоков. [43]

Рассмотрим циркуляцию вектора В. В § 198 было показано, что циркуляция вектора магнитной напряженности по произвольному замкнутому контуру равна — 4тс /, где / — сила тока, охватываемого контуром. В магнетике полная напряженность магнитного поля, создаваемая как макроскопическими, так и микроскопическими токами , выражается вектором В. [44]

Помимо макроскопических токов, идущих в проводниках, в любом теле существуют микроскопические токи, создаваемые движением электронов в атомах и молекулах. Эти микроскопические молекулярные токи создают свое магнитное поле и могут поворачиваться в магнитных полях внешних токов. Если возле какого-либо тела поместить проводник с током ( макроток), создающий вокруг себя магнитное поле, то под действием этого поля микроскопические токи во всех атомах будут определенным образом поворачиваться и создадут в теле дополнительное поле. Таким образом, вектор магнитной индукции В характеризует результирующее магнитное поле, создаваемое всеми макро — и микротоками. [45]

Источник

Лекция № 7. § 7 – 1 Модель молекулярных токов.

Под действием магнитнго поля все тела приобретают магнитные свойства– в веще-

Читайте также:  Индикатор тока аккумуляторных батарей

стве появляются собственные магнитные поля так, что теперь поле внутри вещества скла-дывается из внешнего поля и собственного. В этом смысле принято говорить, что все тела являются магнетиками. Простейшее объяснение проявления магнетизма связано с гипо-тезой молекулярных токов, высказанной еще в начале XIX века Ампером. Согласно этой ги-потезе в веществе циркулируют микроскопические замкнутые токи — молекулярные токи. С точки зрения современных представлений о строении вещества нетрудно заметить, что эта гипотеза предвосхитила электронную теорию строения атома, где каждый вращаю-щийся вокруг ядра атома электрон представляет собой элементарный круговой ток.

В отсутствие внешнего поля орбиты молекулярных токов, а, следовательно, и их магнитные моменты рМ (напомним, что рМ =IS) ориентированы хаотически в пространстве так, что вещество не проявляет никаких магнитных свойств. При наложении внешнего магнитного поля моменты ориентируются вдоль силовых линий этого поля (также как рам-ка с током) так, что каждый бесконечно малый объем DV вещества приобретает отличный от нуля магнитный момент, — вещество намагничивается. Суммарный магнитный момент единицы объема называется намагниченностью и определяется выражением:

В большинстве случаев значение намагниченности оказывается пропорциональным величи-не магнитного поля J

cB, где коэффициент пропорциональности c носит название магнит-ной восприимчивости. Однако существует группа веществ, у которых упорядочение мо-ментов происходит самопроизвольным способом. Эти вещества получили название ферро-магнетиков ( по названию первого известного ферромагнетика – железа).

§ 7 – 2 Связь молекулярных токов с вектором намагниченности.

Для установления соотношения между намагниченностью и молекулярными токами

Рис.27. К расчету молекулярных токов. мысленно выделим внутри вещества некото-рую поверхность S, ограниченную контуром L, и найдем полный молекулярный ток через эту поверхность. Ясно, что вклад в этот ток дадут только те молекулярные токи, которые охватывают линию контура L.Подсчитаем сначала ток DIM на малом элементе Dl. Этот элемент охватывает только те токи, центры которых лежат внутри изображенного на

рис. 27 цилиндра. Число таких токов равно произведению концентрации молекул n на объем цилиндра sDlcosa, где s – площадь молекулярного тока, a — угол между элементом Dl и вектором намагниченности J. Обозначая силу каждого элементарного тока i, можно найти, что DIM = i n Dlcosa. Учтем, что is = pM , а npM = J.

Кроме того, Jcosa = Jl и DIM = Jl Dl. Полный молекулярный ток через поверхность получим суммированием всех DIM по контуру L:

т.е. полный молекулярный ток определяется циркуляцией вектора намагниченности.

Строгая теория магнетизма делает вывод, что для молекулярных токов на поверхно-сти полученная формула сохраняет свой вид, лишь вместо DIM фигурируют поверхностные тока In . В любом случае, при наличии вещества в правую часть теоремы о циркуляции добавляются молекулярные токи, и

Преобразуем это выражение, перенося интеграл циркуляции в левую часть. Тогда

Сравнивая последнее соотношение (¨) с теоремой о циркуляции магнитного поля в ваку-уме, находим

где обозначение В соответствует магнитному полю в вакууме; нетрудно заметить, что подинтегральные варажения двух последних уравнений должны быть одинаковыми. Из этого следует, что

Как уже отмечалось, для большинства магнетиков J

cB . Коэффициент пропорцио-нальности, который требуется ввести, чтобы установить точное соотношение между J и B , зависит от выбора системы единиц. В выбранной нами системе СИ этот коэффициент равен 1/m , т.е. .

Подставляя это выражение для намагниченности в уравнение ( ´´), получим B — cB =B , и

Величина (1+c) = m называется относительной магнитной проницаемостью, т.е. В =mВ .

§ 7 – 3 Классификация магнетиков.

Принято различать три класса магнетиков:диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

1.Диамагнетики. Диамагнетизм – явление универсальное.Оно обусловлено законом элетромагнитной индук-ции. В момент включения магнитного поля элементарные молекулярные токи в веществе изменяются таким образом, чтобы воспрепятствовать возникновению внешнего поля, т.е. индуцированный дополнительный магнитный момент направлен против внешнего поля. Суммарное действие всех элементарных индуцированных моментов приводит к тому, что внешнее магнитное поле В уменьшается: В = В – В инд . Это означает, что m = (1+c ) –4 – 10 -5 .
2.Парамагнетики.
К парамагнетикам относятся вещества, атомы которых имеют незаполненные электронные оболочки, причем число электронов на них должно быть нечетно. Тогда каждый атом можно рассматривать как элементарный молекулярный ток, магнитный момент которого ориентируется вдоль направления внешнего поля., т.е. В = Всобст .Очевидно, что для
этих веществ c > 0. Значения c парам достигают величины порядка 10 –3 . …….
3.Ферромагнетики. . В этих веществах между отдельными атомами возникает особый вид взаимодействия, имеющий сугубо квантовомеханическое происхождение и поэтому нами не рассматри-ваемый. Это взаимодействие носит название обменного. Благодаря этому взаимодействию в ферромагнетиках возникают малые, но конечные области – так называемые домены, где все атомные магнитные моменты оказываются упорядоченными так, что каждый домен намагничен. Однако в макроскопическом объеме взятого образца домены ориентированы хаотически, и суммарный магнитный момент всего образца равен нулю. Внешнее магнит-ное поле стремится ориентировать все домены в одном направлении – образец намагничи-вается. Характерной особенностью ферромагнетиков является то, что собственное магнит-ное поле значительно превышает внешнее, т.е. для них m >>1 ( для некоторых сплавов железа m » 10 6 .

§ 7-4 Магнитное поле Земли.

Известно, что планета Земля представляет собой гигантский постоянный магнит, северный полюс которого находится в южном полушарии Земли, а южный – на севере Канады, примерно в 1500 км от северного географического полюса. Несовпадение магнитных и географических полюсов приводит к тому, что стрелка компаса не указывает точно на полюс. Это явление известно как склонение. Для Москвы склонение – восточное, оно составляет 6,5 0 . Установлено, что магнитное поле Земли оказывает влияние на сезонные миграции зверей и птиц . Менее известным фактом является то, что поле Земли защищает все живое на планете от убийственного действия космической радиации, создавая вокруг планеты радиационные пояса.Нижний радиационный пояс находится на высоте 200–600 км, тогда как верхний постирается до 1500 км. Кроме того, магнитное поле Земли отклоняет потоки частиц от Солнца в области, прилегающие к полюсам, вызывая полярные сияния.

Источник