Физические процессы в магнитных материалах и их свойства

Любое вещество, помещенное в магнитное поле, приобретает магнитный момент М. Магнитный момент единицы объема вещества называют намагниченностью J_M:

Jm = М/v. (6.1)

При неравномерном намагничивании тела

J_m = dM/dV. (6.2)

Намагниченность является векторной величиной; в изотропных телах она направлена либо

Параллельно, либо антипараллельно напряженности магнитного поля H. Намагниченность связана с напряженностью магнитного поля отношением

Jm = кмИ, (6.3)

где к_м - безразмерная величина, характеризующая способность данного вещества намагничиваться в магнитном поле и называемая магнитной восприимчивостью. Магнитная восприимчивость численно равна намагниченности при единичной напряженности поля.

Намагниченное тело, находящееся во внешнем поле, создает собственное магнитное поле, которое в изотропных материалах направлено параллельно или антипараллельно внешнему полю. Поэтому суммарная магнитная индукция в веществе определяется алгебраической суммой индукции внешнего (В₀)и собственного (В,) полей:

В = Во + В, = doH + HoJm= do H(1 + км) = do dH, (6.4)

где d₀ = 4л-10"7 Гн/м - магнитная постоянная, d =1 + к_м - относительная магнитная проницаемость, показывающая во сколько раз магнитная индукция В поля в данной среде больше, чем магнитная индукция В₀ в вакууме.

Первопричиной магнитных свойств вещества являются внутренние скрытые формы движения электрических зарядов, представляющие собой элементарные круговые токи, обладающие магнитными моментами. Такими токами являются электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах. Магнитные моменты протонов и нейтронов приблизительно в тысячу раз меньше магнитного момента электрона. Поэтому магнитные свойства атома определяются целиком магнитными свойствами электронов, а магнитным моментом ядра можно пренебречь.