Намагниченность формула в чем измеряется

Намагниченность

Намагни́ченность — векторная физическая величина, характеризующая магнитное состояние макроскопического физического тела. Обозначается обычно М или J. Определяется как магнитный момент единицы объёма вещества:

В общем случае (случае неоднородной, по тем или иным причинам, среды) намагниченность выражается как

и является функцией координат.

Связь между M и напряженностью магнитного поля H в диамагнитных и парамагнитных материалах, обычно линейна (по крайней мере, при не слишком больших величинах намагничивающего поля):

Магнитная индукция определяется через намагниченность как:

(в системе СИ) (в системе СГС)

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Намагниченность» в других словарях:

НАМАГНИЧЕННОСТЬ — НАМАГНИЧЕННОСТЬ, характеристика магнитного состояния макроскопического тела; в случае однородно намагниченного тела намагниченность определяется как магнитный момент единицы объема. Намагниченность зависит от внешнего магнитного поля. График этой … Современная энциклопедия

Намагниченность — НАМАГНИЧЕННОСТЬ, характеристика магнитного состояния макроскопического тела; в случае однородно намагниченного тела намагниченность определяется как магнитный момент единицы объема. Намагниченность зависит от внешнего магнитного поля. График этой … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Намагниченность — (J) свойство веществ, т.н., м лов, определяемое магнитным моментом единицы объема и в общем случае характеризующее их способность к созданию магнитных полей. II. г. п. и руд изменяется от 10 6 до нескольких единиц гс. Наименьшие значения II.… … Геологическая энциклопедия

НАМАГНИЧЕННОСТЬ — характеристика магн. состояния макроскопич. тела; в случае однородно намагниченного тела Н. J определяется как магнитный момент М ед. объёма тела: J=M/V. В случае неоднородно намагниченного тела Н. определяется для каждой точки тела (точнее, для… … Физическая энциклопедия

намагниченность — магниченность Словарь русских синонимов. намагниченность сущ., кол во синонимов: 2 • магниченность (1) • … Словарь синонимов

намагниченность — Векторная величина, характеризующая магнитное состояние вещества, равная пределу отношения магнитного момента, связанного с элементом объема вещества, к объему этого элемента, когда объем и все размеры этого элемента стремятся к нулю. [ГОСТ Р… … Справочник технического переводчика

НАМАГНИЧЕННОСТЬ — (обозначается обычно М или J) отношение магнитного момента тела к его объему … Большой Энциклопедический словарь

Намагниченность — векторная величина, характеризующая магнитное состояние вещества, равная пределу отношения магнитного момента, связанного с элементом объема вещества, к объему этого элемента, когда объем и все размеры этого элемента стремятся к нулю. Источник … Официальная терминология

намагниченность — намагниченность; интенсивность намагничивания Векторная величина, характеризующая состояние вещества, приобретаемое им в результате его намагничивания, равная пределу отношения магнитного момента некоторого объема вещества к этому объему, когда… … Политехнический терминологический толковый словарь

НАМАГНИЧЕННОСТЬ — (1) физ. величина, характеризующая магнитное состояние вещества (тела), обозначается 1; в случае однородно намагниченного тела Н. определяется как отношение магнитного (см.) к малому элементу объёма тела (равна геометрической сумме магнитных… … Большая политехническая энциклопедия

Источник

Намагниченность. Гиромагнитный эффект и магнитный резонанс

Многие вещества способны оказывать существенное влияние на магнитное поле. Особенно сильно влияют тела ферромагнитные – подобные железу по своим магнитным свойствам,также они могут являться и самостоятельным источником магнитного поля(аналогично сегнето-электрикам).

Как и в случае диэлектриков, можно считать, что влияние вещества сводится только к появлению дополнительного поля, в данном случае магнитного поля, обусловленного наличием момента у частиц, входящих в состав вещества.

Природа магнитной поляризации

Магнитный момент или электрокинетический момент (К = р_м) является такой же основной характеристикой частицы, как и механический момент р_φ (момент импульса). Эти две кинетические величины дополняют скалярные характеристики частицы: ее заряд q и массу m.

Естественно, что орбитальное движение электрона сопряжено с существованием магнитного момента. Действительно, движение электрона по орбите подобно контуру тока. Однако механическим и магнитным моментом обладают и сами частицы – этот момент, соответствующий как бы вращению частиц вокруг собственной оси, называют спином или спиновым моментом (от английского spin — вращение). Опыт Эйнштейна-де Гааза и прочие опыты с гиромагнитными эффектами подтверждает представление об электрокинетической природе моментов вещества. Эти опыты также показывают, что в случае ферромагнетиков основную роль играют спиновые моменты.

Гиромагнитные эффекты основываются на том, что при повороте магнитного момента под воздействием магнитного поля одновременно поворачивается и момент механический (момент импульса). Поэтому, например, в опыте Эйнштейна де Гааза при намагничивании образца изменение момента частиц компенсируется поворотом всего образца (в соответствии с законом сохранения момента импульса).

Очень интересным гиромагнитным эффектом является магнитный резонанс. Этот эффект находит ряд практических применений. Для того, чтобы понять этот эффект, следует ясно представить себе прецесионное движение волчка или гироскопа, которое в отсутствии трения происходит в соответствии с законом: скорость изменения момента импульса равна вращающему моменту:

Представим себе теперь в магнитном поле В₀ (рисунок ниже) частицу с магнитным моментом р_м и с механическим моментом р_φ. Момент р_м ориентирован по полю (как стрелка компаса), а момент р_φ – в противоположную сторону, если момент создается частицей с отрицательным электрическим зарядом (электрон). Такая ориентация соответствует состоянию равновесия. Пусть теперь возникло добавочное поле +ΔВ, перпендикулярное В₀; тогда изменяется направление равновесия (новое направление В₀ +ΔВ = В₁) на частицу действует вращающий момент Т = [p_мВ₁].

Вместо того, чтобы приблизить p_м к направлению В₁, этот момент поворачивает ось частицы по нормали к p_мВ₁. В результате ось частицы начинает описывать конус вокруг В₁ (рисунок выше). Благодаря наличию трения конец вектора p_м движется не по окружности, а по спирали и направление p_м и В₁ постепенно сближаются. Но если в момент наибольшего удаления вектора p_м от направления В₀ изменить знак дополнительного поля ΔВ, то направление равновесия изменится, оказываясь равным В₂ = В₀ – ΔВ. Вектор p_м теперь будет описывать новый конус вокруг нового направления равновесия.

Если изменение поля происходит именно с такой частотой, то удается сильно раскрутить частицы. Описанное явление и носит название гиромагнитного резонанса. Оно приводит к многим интересным эффектам, например к появлению пульсирующего магнитного момента в направлении перпендикулярном к плоскости В₀, ±ΔВ.

Резонансная частота ω₀ и постоянное магнитное поле В₀ связаны между собой уравнением (в Гауссовой системе):

Где e/m – отношение заряда электрона к его массе.

Намагниченность

Мерой магнитного состояния вещества служит намагниченность М, которая определяется как плотность магнитного момента Кили как магнитный момент, отнесенный к единице объема:

Намагниченность измеряется в амперах на сантиметр (А/см).

Определение намагниченности подобно определению электрической поляризованности. Как и в случае электрического поля, смысл перехода к пределу в формуле (3) носит условный характер.

Намагничение ферромагнетиков (ферромагнитных тел) отличается рядом существенных особенностей. Они вызваны прежде всего тем, что даже при условии отсутствия внешнего поля и при отсутствии средней намагниченности ферромагнитные тела состоят из ряда маленьких областей, внутри которых неуравновешенные спиновые моменты соседних атомов ориентированы параллельно. Эти области оказываются самопроизвольно (спонтанно) намагниченными. В каждой из этих областей намагниченность близка к предельно возможной, или, как говорят, к намагниченности насыщения М_в (равной примерно 16000 А/см).

В соседних областях намагниченность может быть ориентирована по-разному (рисунок ниже).

На рисунке показано постепенное изменение ориентации спинов при переходе из одной области в другую, при том, что в соседних областях спины ориентированы прямопротивоположно. Для представления о порядке величин скажем, что по ширине области одинаковой намагниченности может располагаться несколько миллионов атомов, а в пограничной зоне располагается в ряд около тысячи атомов. Считаясь с фактором существования таких областей, среднюю намагниченность в объеме V удобно представлять равенством:

Где V_i – объем i-й области, в которой намагниченность имеет значение М_i. М_ср = 0 в размагниченном ферромагнетике, при том, что в каждой из областей:

Под влиянием внешнего поля средняя намагниченность ферромагнетика возрастает, в простейшем случае изотропного тела она оказывается направленной параллельно внешнему полю.

При намагничении ферромагнетика могут наблюдаться три разных процесса.

Первый процесс – это процесс смещения границ между соседними областями, приводящий к росту объема областей, имеющих слагающую намагниченность, ориентированную по полю. В результате этого процесса растет М_ср за счет перераспределения объемов V_i.

Второй процесс называют процессом вращения, он заключается в поворачивании векторов самопроизвольной намагниченности, приближающем их направление к направлению внешнего поля.

Третий процесс заключается в незначительном увеличении магнитного момента внутри областей под влиянием внешнего поля.

На рисунке ниже схематически показаны процессы смещения границ и процессы вращения, В₀ – индукция внешнего поля.

Существование областей самопроизвольной намагниченности обнаруживается экспериментальным путем посредством образования порошковых узоров (фигур) на границах областей – выходящее за пределы тела неоднородное поле создает силы, притягивающие мелкие частицы ферромагнитного порошка.

На рисунке ниже приведены фотографии порошковых фигур.

Последовательное фотографирование при изменении внешнего поля позволяет кинематографически наблюдать движение границ между областями при намагничении тела.

Источник