Явище намагнічування. Магнетики

Магнітне поле в речовині

Досі ми вивчали магнітну взаємодію провідників із струмом, розміщених у вакуумі (глава 4). В цій главі ми займемось аналізом змін, які вносить у магнітну взаємодію провідників із струмом речовина, яка заповнює простір між ними. Електрони та іони речовини перебувають у неперервному русі, тому зовнішнє магнітне поле діє на них, змінюючи певним чином характер цього руху. Додаткове магнітне поле, створене сукупністю рухомих зарядів речовини внаслідок упорядкування їхнього руху в зовнішньому магнітному полі, дає певний внесок у загальне макроскопічне поле. При наявності такого магнітного впорядкування елементарних магнітних моментів речовини говорять, що речовина намагнічена. Речовина, яка розглядається з точки зору її магнітних властивостей, називається магнетиком.

Нехай – усереднене магнітне поле речовини, яка знаходиться в зовнішньому полі . Повне макроскопічне поле у магнетику визначається суперпозицією цих полів . Просту картину намагнічування отримаємо, розглядаючи магнетик як сукупність молекулярних струмів. Такий підхід узгоджується із планетарною моделлю, за якою в атомі існують конвекційні струми, спричинені орбітальним рухом електронів. Магнітні моменти молекулярних струмів, подібно до макроскопічного витка зі струмом, намагаються встановитися паралельно до зовнішнього поля, збільшуючи в такий спосіб величину загального поля. Однак, така картина, як далі з’ясується, надто спрощена. Вона не вичерпує всіх механізмів, які спричиняють намагнічування речовини. Поведінка магнетиків у магнітному полі більш багатозначна, порівняно з поведінкою діелектриків у електричному полі. Якщо в діелектриках спостерігається лише послаблення електричного поля, то в магнетиках зустрічаються обидва варіанти. Існують речовини діамагнетики, які, подібно до діелектриків у електричному полі, послаблюють магнітне поле . Правда, ефект виявляється дуже мізерним: . У парамагнетиках загальне поле, навпаки, посилюється , але теж у незначній мірі: . Ці два класи речовин відносяться до слабомагнітних. До сильномагнітних речовин належать феромагнетики, в яких загальне поле на багато порядків перевищує зовнішнє поле .
^