Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования" -> 97

Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.

Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования — М.: Наука, 1989. — 596 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochdelo1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 196 >> Следующая

Дано: /==0,25 м, d=4 см = 0,04 м, N=800, /=1 А, р0=1,26-10-6 Гн/м.
Найти: Ф, W.
Решение: Индуктивность катушки с неферромагнитным сердечником
L=p,^S, L=l,26.10-'.-g.^^rH«4MrH.
Магнитный поток
Энергия магнитного поля
wm=L-?, ^и=іі!2і!±?дж« 2-10-3 дж.
Глава 6
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
6.1. Магнитные моменты электронов и атомов. Спин электрона
Г. Каждый электрон, движущийся в атоме вокруг ядра по замкнутой орбите*) (VI.2.2.1°), представляет собой электронный ток, текущий в направлении, противоположном движению электрона. На рис. III.6.1 указано направление вектора скорости v электрона и направление тока, текущего по орбите. Сила / электронного тока (111.2.1.3°)
* ft
где е — абсолютное значение заряда электрона, T — период обращения электрона по орбите.
2°. Магнитный момент рт электрического тока, вызванного движением электрона по орбите, согласно определению
*) Уточнение понятия об орбите электрона в атоме см. VI. 1.6.2° и VI.2.6.30.
276 ОТДЕЛ III. ГЛ. 6. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
(111.4.1.4°)
рт = /Sn01
где S — площадь орбиты электрона, п0 — единичный вектор нормали, задающий направление вектора рт (111.4.1.4°) (рис. 111.6.1). Магнитный момент рт электронного тока называется орбитальным магнитным моментом электрона.
3°. Вектором орбитального магнитного момента атома Рт называется векторная сумма орбитальных магнитных моментов всех Z его электронов:
P« = РЙ' + PS? +¦¦•+P^,
где Z — порядковый номер атома в периодической системе элементов Менделеева (VI.2.9.Г), равный общему числу электронов в атоме. Если вещество состоит из молекул, то
магнитный момент молекулы яв-в Іп'Ш ляется векторной суммой орбиталь-
1ных магнитных моментов ее атомов. 4°. Каждый атом или молекула, обладающие магнитным моментом, могут быть уподоблены замкнуто-му электрическому току, текущему "SB по контуру, ограничивающему не-
Рис. III.6.2 которую площадь поверхности S
(атомный или молекулярный ток). Молекулярный ток, как и всякий замкнутый контур с током, имеет магнитный момент и создает магнитное поле (111,4.3.5°). Согласно гипотезе Ампера магнитные свойства вещества определяются молекулярными токами.
5". Электрон, независимо от его пребывания в какой-либо системе частиц (атом, молекула, кристалл), обладает собственным механическим моментом количества движения P5 (собственный момент импульса) (1.3.2.2°), называемым спином *). Элементарное модельное представление о спине связывается с вращением электрона вокруг собственной оси. Однако это представление противоречит специальной теории относительности (VI.2.8.3°). В современной физике доказано, что электрону присущ спин в такой же мере, как ему присущи электрический заряд е и масса покоя т0 (V.4.10.40) (см. также (VI.2.8.10)).
*) От английского «spin» — вращаться, кручение, веретено,
6.2. КЛАССИФИКАЦИЯ МАГНЕТИКОВ
277
6°. Важнейшая особенность спина электрона состоит в том, что в магнитном поле *) спин может быть ориентирован так, чтобы его проекция на направление вектора ин-•іукции магнитного поля В принимала только два значения !Рис. III.6.2):
, fi , h
где h — постоянная Планка (V.3.2.3°) и fl=hi2n.
Если в какой-либо системе электронов (атом, кристалл) имеется четное число электронов, то спины каждой пары электронов, направленные в противоположные стороны, дают суммарный спин, равный нулю. Такая система называется скомпенсированной по спину. При нечетном числе электронов система имеет некомпенсированный спин, отличный от нуля.
Наличием у электрона и некоторых других элементарных частиц (VI.5.2.9°) спина объясняются многие важные закономерности в современной физике. Например, спином электрона объясняются магнитные свойства ферромагнетиков (Ш.6.5.8=). Спин электрона определяет распределение электронов по энергетическим состояниям и, в связи с этим, по слоям в атомах (VI.2.8.6°).
6.2. Классификация магнетиков
1°. Магнетиками называются все вещества, способные намагничиваться во внешнем магнитном поле, т. е. создавать собственное (внутреннее) магнитное поле самого вещества. Магнетики подразделяются по своим магнитным свойствам на слабомагнитные и сильномагнитные веіцества. К слабомагнитным веществам относятся парамагнетики и диамагнетики. Основную группу сильномагнитных веществ составляют ферромагнетики. Слабо- и сильномагнитные вещества отличаются величиной относительной магнитной проницаемости ц (111.4.3.2°). Для слабомагнитных веществ и незначительно отличается от единицы: для парамагнетиков (і^г 1, для диамагнетиков р<Л. Кроме того, и для слабо-магнитных веществ не зависит от индукции B0, того магнит-
*) Это поле может быть создано как проводниками с токами («внешнее поле»), так и электронными, а также атомными и молекулярными токами («внутреннее поле»).
278 ОТДЕЛ Ш. ГЛ. 6. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
ного поля, в котором намагничиваются вещества. Для сильномагнитных веществ р>1 и зависит от B0 (111.6.5.3°) *).
2°. К парамагнетикам относятся кислород, окись азота, алюминий, платина, редкоземельные элементы, щелочные и щелочноземельные металлы и другие вещества.
Предыдущая << 1 .. 91 92 93 94 95 96 < 97 > 98 99 100 101 102 103 .. 196 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed