Механизмы намагничивания. Интенсивность намагничивания

Магнетиками называются вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитное поле - т. е. сами становятся источниками поля.  При этом полная индукция поля равна векторной сумме индукций внешнего магнитного поля и магнитного поля порождаемого магнетиком. 

Механизмы намагничивания.

Существуют различные типы намагничивания. Все магнетики подразделяются на диа -, пара -, ферро -, и ферримагнетики. 

Количественно интенсивность намагничивания во всех случаях характеризуется одинаково, а именно: под действием магнитного поля все элементы объема приобретают магнитный момент. Магнитным моментом называется величина

Где J – сила тока по замкнутому контуру, S – площадь, -вектор положительной нормали. Это магнитное поле, которое порождает контур с током.

Парамагнетики.

В атомах электроны на орбите – это элементарные токи. Поэтому атомы обладают  магнитными моментами, которые в парамагнетиках ориентированы хаотично, и суммарного поля нет.

При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле происходит ориентация магнитных моментов по полю, в результате чего вследствие этой ориентации возникает индукция , направленая в ту же сторону, что и индукция внешнего магнитного поля.Парамагнетики усиливают магнитное поле.

Диамагнетики.

Внешнее магнитное поле действует в целом на орбиты электронов, которые начинают прэцессировать (детский волчок). Внешнее магнитное поле настолько сильно влияет на движение электронов, что в веществе индуцируется магнитное поле , направленное в сторону противоположную направлению    а значит, результирующее поле становится меньше.

Ферромагнетики и ферримагнетики.

Намагничивание ферромагнетиков и ферримагнетиков связано с тем, что электроны обладают магнитным моментом, находящимся в определенном соотношении с их механическим моментом - спином. Намагничивание такого класса магнетиков связано с определенной ориентировкой спинов и поэтому называется Спиновым. Объяснение спинового магнетизма выходит за рамки классической теории электричества и магнетизма и возможно лишь в рамках квантовой теории. У ферромагнетика имеются области самопроизвольного намагничивания, так называемые домены, магнитные моменты которых также ориентированы хаотично.

Но при внесении во внешнее магнитное поле происходит ориентация областей (доменов) по полю и  =>  причем || >>||. т.е. собственное поле ферромагнетиков во много больше внешнего.

Парамагнетик легко размагнитить после снятия поля (ударом или нагревом). Ферромагнетик размагнитить не просто.

Ферримагнетики  тоже ферромагнетики, только неметаллические. Они представляют собой соединения типа MeO·Fe2O3, где Ме – катионы двухвалентных металлов Mn, Ni, Cu, Mg, Co, Zn, Cd, Fe. В отличие от ферромагнетиков ферриты имеют большое электрическое сопротивление, что позволяет иметь существенно меньшие потери на вихревые токи и использовать их на высоких частотах.
Можно рассматривать структуру ферримагнетика состоящей из нескольких (двух и более) магнитных подрешеток. Намагничивание происходит из-за антипараллельной ориентации магнитных моментов ионов соответствующих подрешеток. Из них делают ферритовые стержни для приемных катушек радиоприемников и т.д.

Намагниченность Это величина, определяемая отношением магнитного момента элементарного объема  к его объему

 

Где - элементарный объем, - магнитные моменты молекул.

или в  дифференциальном виде:

Смысл намагниченности: это часть магнитного поля, которое создается микротоками внутри диамагнетика - намагниченность равна разности между итоговым полем В в диамагнетике и внешним полем Bо