Электростатика Электрическое поле и его характеристики Поле электрического диполя Постоянный электрический ток Правила Кирхгофа

Магнитное поле в веществе. Вектор намагничивания

 Макроскопически реакция любого вещества на помещение его во внешнее магнитное поле сходна с поляризацией диэлектриков, помещенных в электриче­ское поле. Для количественного описания намагничивания магнетиков вводят вектор намагничивания J, определяемый магнитным моментом единицы объема магнетика, 

 J = Pm,v / V = å Pm,a / V, (25.16) 

где Pm,v = å Pm,a - магнитный момент магнетика, представляющий собой векторную сумму магнитных моментов отдельных атомов или молекул.

  Рассматривая характеристики магнитного поля, мы вводим вектор магнитной индукции B, характеризующий результирующее магнитное поле, создаваемое макро- и микротоками, и вектор напряженности H, характеризующий магнитное поле макротоков. Следовательно, магнитное поле в веществе складывается из двух полей: внешнего поля, создаваемого током, и поля, создаваемого веществом. Тогда вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля в магнетике равен векторной сумме магнитных индукций внешнего поля B0 (поля, создаваемого намагничивающим током в вакууме) и поля микротоко B1 (поля, создаваемого молекулярными токами):

 В = В0 + В1 , (25.17)

где  В0 = m0 Н, а B1 =   moJ.

 Подставив выражения для B0 и B1 в (25.17) получим:

 B = m0 H + m0 J. (25.18)

 Как показывает опыт, в несильных полях намагниченность прямопропорциональна напряженности поля, вызывающего намагничивание, т.е.

 J = æН (25.19)

где æ (“каппа”) - безразмерная величина, называемая магнитной восприимчивостью  вещества, определяет склонность тела к намагничиванию. Эта зависимость практически линейна. Используя формулу (25.19), выражение (25.18) можно записать в виде: 

  B = m0 (1 +æ) H. (25.20) 

  Безразмерная величина

 m = 1 + æ (25.21)

представляет собой магнитную проницаемость вещества. Подставив (25.21) в (25.20), получим соотношение

 B = m0 m H,

которое ранее постулировалось.

  В зависимости от поведения во внешнем магнитном поле различают три типа магнитных  веществ:

Рис. 25.5. Классификация веществ по магнитным свойствам.

1) диамагнетики m<1, æ< 0, B0 ¯­ В1

2)парамагнетики m>1, æ> 0, B0 ¯¯ B1

3)ферромагнетики m>>1, æ>> 0,

B0 ¯¯ B1, B0 >> B1.

Классификацию магнетиков можно представить на графике. Из рис.25.5 следует, что для слабомагнитных веществ зависимость J от H линейна, но для ферромагнетиков эта зависимость, является довольно сложной (в связи с резким - в тысячи раз - различием масштаба при сравнении намагниченности диа-, пара- и ферромагнетиков по оси намагниченности J в графике J = f(H) сделан разрыв).

Заметим, что впервые зависимость J = f(H) получена для железа русским  физиком А.Г.Столетовым методом баллистического гальванометра.

 Рассмотрим  эти классы магнетиков.

Классификация колебательных систем. В соответствии, с изложенным выше все колебательные системы можно делить на линейные, параметрические и нелинейные. Линейные цели описываются линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами. Для линейных систем выполняется принцип суперпозиции, т.е. отклик системы на сложное воздействие, равняется сумме откликов на каждое воздействие в отдельности. В линейных инвариантных цепях происходит лишь деформация спектра, т.е. спектральные составляющие входного сигнала изменяют лишь свою амплитуду и новых спектральных составляющих не возникает.
Закон Ома для однородного участка цепи