Қатты денелердің магниттік қасиеттері

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
І . тарау. Қатты денелердің магниттік қасиеттері
1.1. Магнетиктердегі магнит өрісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 7
1.2. Ферромагниттік денелердің магниттік қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... 11
1.2.1. Магниттеліну қисығы. Баркгаузен эффекті ... ... ... ... ... ... ... ... 11
1.2.2. Магниттік гистерезис ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
1.2.3. Ферромагниттердің магниттік қасиеттеріне температураның әсері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
1.2.4. Кристалдардың магниттік анизотроптығы ... ... ... ... ... ... ... ... 15
1.2.5. Магнитострикция ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 16
1.3. Атомдардың магниттік қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 17
1.3.1. Атомның орбитальдық магнит моменті ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
1.3.2. Атомның спиндік магнит моменті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 19
1.3.3. Ядроның магнит моменті ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21
1.3.4. Атомның қорытынды магнит моменті. Магнит материалдар.ды классификациялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21
1.4. Диамагнетизм табиғаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 24
1.5. Парамагнетизм табиғаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 28
1.5.1. Парамагнетизмнің классикалық теориясы ... ... ... ... ... ... ... ... . 28
1.5.2. Парамагнетизмнің кванттық теориясы жөнінде түсінік ... ... .. 31
1.5.3. Еркін электрондардың парамагнетизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 34
1.6. Ферромагнетизмнің табиғаты ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 36
1.6.1. Элементар ферромагнетизм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 36
1.6.2. Ферромагнетизм пайда болуында ауысу әсерлесудің ролі ... . 38
1.6.3. Ферромагниттік денелердің домендік құрылымы ... ... ... ... ... 40
1.6.4. Магнителінуқисығының сапалы талдануы ... ... ... ... ... ... ... ... 41
1.7. Антиферромагнетизм ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
1.8. Ферримагнетизм. Ферриттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 44
ІІ . тарау. Зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар
2.1. Ферромагнетиктің магниттік өтімділігінің магнит өрісі кернеу.лігіне тәуелділігін оқып үйрену ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 47
2.2. Ферромагнетиктің магниттелуінң негізгі қисығын алу ... ... ... ... ... ... 52
2.3. Ферромагнетик қасиеттерін гистерезис тұзағының көмегімен оқып үйрену ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 59
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 67
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 68
ҚОСЫМША . А: Мультиметрдің жалпы көрінісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 69
ҚОСЫМША . Б: Екі арналық (каналдық) осциллографтің жалпы көрінісі 70
Заманауи физиканы оқытудың тапсырмасы қандай да бір білімді беріп, іскерлік пен дағдыны қалыптастыру ғана емес, физиканы әлемдік мәдениет бөлігі ретінде елестете алуын қамтамассыз ету керек, ол өз кезегінде қауымның интеллектуалдық деңгейі мен дүниетанымын түсіну деңгейін сипаттайды. Тек физика кез келген түсініксіз жағдайларды талдауға адамгершілік ойлаудың қабілетін толық көрсетеді.
Физикаға жаратылыстану мен техниканың бастамалық рөлі жатады. Техникалық прогресс адамзат өмірін түрлі құралдар мен құрылғылар арқылы толтырды, оның негізінде де физика заңдары жатыр. Осылайша, физиканың практикалық қолданыс ені техникада негізгі ғылым болуына мүмкіндік береді.
1. Захарова А. В. Психология обучения старшеклассников. М.: Знание, 1976, 64 с.
2. Кон И. С. Психология старшеклассника.М.: Просвещение, 1980, 192 с.
3. Крутецкий В. А. Психология обучения и воспитания школьников. Книга для учителей и классных руководителей. М.: Просвещение, 1976, 303 с.
4. Общая психология. Учебн. пособие для пед. ин-тов. Под ред. проф. Петровского А. В. М.: Просвещение, 1970, 432 с.
5. Ротенберг B. C., Бондаренко С. М. Мозг. Обучение. Здоровье. М.: Просвещение, 1989, 239 с.
6. Эльконин Б. Д. Введение в психологию развития (в традициях культурно-исторической теории Л. С. Выготского). М.: Тривела, 1994, С.16.
7. Бугаев А. И. Методика преподавания физики в средней школе. Учеб.пособие. М.: Просвещение, 1981, 288 с.
8. Теория и методика обучения физике в школе: общие вопросы. Учебное пособие для студ.высш.пед.учеб.заведений. Под ред. Каменецкого С. Е. М.: Издательский центр «Академия», 2000, 368 с.
9. Ланина И. Я. 100 игр по физике. Кн.для учителя. М: Просвещение,1995, 224 с.
10. Ланина И. Я. Не уроком единым... М.: Просвещение, 1991, 223 с.
11. Шаталов В. Ф. Эксперимент продолжается. М.: Педагогика, 1989, 336 с.
12. Шаталов В. Ф. Педагогическая проза: из опыта работы школ г. Донецка. М.: Педагогика, 1980, 95 с.
        
        Мазмұны
Кіріспе........................................................................................
4
І - тарау. Қатты денелердің магниттік қасиеттері
1.1.
Магнетиктердегі магнит өрісі..................................................................
7
1.2.
Ферромагниттік денелердің магниттік қасиеттері ...............................
11
1.2.1.
Магниттеліну қисығы. Баркгаузен эффекті...............................
11
1.2.2.
Магниттік гистерезис...................................................................
12
1.2.3.
Ферромагниттердің магниттік ... ... ... ... ... магниттік қасиеттері.........................................................
17
1.3.1.
Атомның орбитальдық магнит моменті...................................
17
1.3.2.
Атомның спиндік магнит моменті..............................................
19
1.3.3.
Ядроның магнит моменті.............................................................
21
1.3.4.
Атомның қорытынды магнит ... ... ... ... ... ... классикалық теориясы.................................
28
1.5.2.
Парамагнетизмнің кванттық теориясы жөнінде түсінік..........
31
1.5.3.
Еркін электрондардың парамагнетизмі.....................................
34
1.6.
Ферромагнетизмнің табиғаты.................................................................
36
1.6.1.
Элементар ферромагнетизм........................................................
36
1.6.2.
Ферромагнетизм пайда болуында ауысу әсерлесудің ролі.....
38
1.6.3.
Ферромагниттік денелердің домендік ... ... ... ... - тарау. Зертханалық жұмыстарды орындауға ... ... ... ... ... ... ... кернеу-лігіне тәуелділігін оқып үйрену..............................................................
47
2.2.
Ферромагнетиктің магниттелуінң негізгі қисығын ... ... ... тұзағының көмегімен оқып үйрену........................................................................................................
59
ҚОРЫТЫНДЫ...................................................................................................
67
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ.................................................
68
ҚОСЫМША - А: Мультиметрдің жалпы көрінісі..........................................
69
ҚОСЫМША - Б: Екі ... ... ... ... көрінісі
70
Кіріспе.
Заманауи физиканы оқытудың тапсырмасы қандай да бір білімді беріп, іскерлік пен ... ... ғана ... ... ... ... ... ретінде елестете алуын қамтамассыз ету керек, ол өз кезегінде қауымның интеллектуалдық деңгейі мен ... ... ... ... Тек ... кез келген түсініксіз жағдайларды талдауға адамгершілік ойлаудың қабілетін толық көрсетеді.
Физикаға ... мен ... ... рөлі ... ... ... адамзат өмірін түрлі құралдар мен құрылғылар арқылы толтырды, оның негізінде де физика заңдары жатыр. Осылайша, физиканың практикалық қолданыс ені ... ... ... ... ... ... ... ғана адам өмірінің әлеуметтік сферасы мен оның ... ... ... Физиканы оқытуда ойлаудың ғылыми стилін қалыптастыру оны басқа мектеп пәндері арасында ашып көрсетеді. Бірақ ... ... ... ғана ... мүмкін емес. Өз заңдары мен теориясын тәжірибе арқылы көрсететін тіл - бұл ... ... ... ... ... ... ... білім беретін процесті ескере отырып, физика пәні мұғалімінің тапсырмасы - ... ... ... ... ... ... орындау.
Физиканы оқыту кезіндегі зертханалық жұмыстарды орындау жаңалық емес, олар [1-4] жұмыстарының циклінде берілген. Зерттеу бағыты түрліше болады. Олар мектепте, ЖОО-да ... ... ... ... ... ... физиканы оқытудың процесі қарастырылады. Мұндай жағдайда оқушыларда қоршаған ортаны қабылдау маңызды ... ... ... ... психологиялық факторалардың әсері [5-10] жұмыстарында қарастырылған. Әдетте, оқушылардың түрлі категориядағы білімін меңгеру сұрақтары, оқылатын ... ... ... ... шешу ... қосыпалғанда, түрлі оқу жұмыстарындағы ойлау процесі мен білім сапасына қатынасын зерттейді [11-13]. Әрдайым кезкелген ... ... ... болуы тиіс. Атақты әдіскелердің жұмыстарында танымдық қабілеттердің дамуы туралы сұрақтар талқыланады, ол ... және ... ... рационал қабылдауын қалыптастыру бойынша мақсатқа бағытталған жұмыс нәтижесі ретінде болады [11,13-15]. Соңында, қабылданатын білім мен пәнге деген қызығушылық, білім берудің ... бірі - ... ... ... ... әкеп соғады. Оғанқоса, рационализм оқу іс-әрекетінің уақыт шығынын қысқартуға көмектеседі. ... ... ... ... ... оқу ... үнемдеу материалды қажетінсіз қысқарту есебінен емес, оқыту әдістерімен тәсілдерінің, оқу процесін әдістемелік сауатты ... ... ... ... ... бір ... ... отырып, келесісін толық көлемде оқыту мүмкінемес. Соңында, олбілімді тек ... ... ... ... ... және ... білімге әкеп соғады, ол фундаментальні ғылым ретіндегі ... ... және де ... ... ... кері ... ... Мұндай іс-әрекеттердің қаупі бір ден емес, қайтымсыз, ұзақ жылдардан соңғана байқалады [16,17].
Зерттеу өзектілігі. Білім ... ... ... ... ... ... әр ... бағытты қамтамассыз етеді, түрлі бағыттағы пәндерді тереңдетіп оқытатын ... ... ... ... ... ... білім алатын контингенті қабілетіне қарай түрлі бағыттағы мектептерде физиканы оқыту процесі ... ... ... ... ... ... мен қажеттілігі күмәнге ұшырамауы тиіс, ол басқа ғылымдардың дамуындағы тек физиканың рөлімен және оның техникалық ... ... ... ... мүмкіндік беретін физиканың практикалық қосымшалар көлемімен ғана бақыланбайды. Бірақ бүгінгі күнге дейін оқылатын матеріал ... мен ... ... анықталмаушылығы бар, сонымен қатар, жалпы білім беретін мектептің физиканы оқыту мен байланысты әдістемелік ұсыныстың жетіспеушілігі де бар.
Зерттеу объектісі. Жалпы ... ... ... ... ... пәні. Физиканың мектеп курсындағы зертханалық жұмыстарын орындау кезінде Қ.А.Ясауи ... ... ... - ... ... ... ... сатып алынған стендті қолдану.
Зерттеу мақсаты. Магнетизм бөліміндегі зертханалық жұмыстарды орындау әдістемелік нұсқауын жүзеге асыра ... ... ... ... ... ... ... кезінде қажетті құрал жабдықтарды таңдау концепциясын, физика дидактикасын, психологиялық-педагогикалық бейнелеу негізінде дайындау мен негіздеу.
Зерттеу тәсілдері:
* Базалы ғылымдар ... ... ... педагогика, психология, философия.
* Атақты физик - ... ... ... зерттеу.
* Алдыңғы қатарлы педагогикалық тәжірибелерді зерттеумен жалпыландыру, педагогикалық экспериментті жүргізу.
Зерттеудің қорытындыларымен нәтижелерін негіздеу және оның ... ... жан - ... талдауды қамтамассыз етеді; алынған нәтижелердің ішкі қарама - қайшылығы және оқыту процесінің субъектісі ... ... ... ... мен жас ... психологиясына сәйкестігі; адекватты қойылған тапсырмалардың түрлі тәсілдерін қолдану; педагогикалық эксперименттің оң нәтижелері.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы. ... - ... ... ... жеке ... зерттеуде зертханалық жұмыстарды талдау. , және атты зертханалық жұмыстарын орындау үшін алғаш рет студенттерге арналған ... ... ... ... ... нәтижелер теорияда келтірілген мәліметтермен дәл келіп отыр. Осы тәжірибелерді оқыту процесінде кеңінен пайдалануды ұсынады.
Зерттеу ... ... ... келесі түрде болады:
- жалпы білім беретін мектептегі физиканы оқытуды ұйымдастыру моделі ұсынылды, оқушылардың жас ерекшеліктерін ескере отырып, ... ... ... ... ... тәжірибеге байланысы негізделген;
- жалпы білім беретін мектепте физиканы оқыту үшін қажетті зертханалық жұмыстар таңдалынған, оның таңдауы негізделген, ... ... ... мен осы ... ... ... ... қолдану демонстарцияланған.
Жұмыстың практикалық маңызы келесі дайындықта орын алады:
- физиканың ... ... ... ... сабақтарды жүргізу әдістемесі, ол жалпы білім беретін мектептегі оқушылардың психологиялық қабілеттерін ескерумен жүреді;
- дидактикалық материалдың деңгейіне дейін жеткізілген тапсырмалар ... оның ... ... ... ... ұсынылған әдістемесі шеңберінде жүзеге асырылады.
Әдістеменің тиімділік критериі.
* Оқушылардың білім сапасына әдістеменің оң әсері, және ... ... ... ... кезінде қолдана алу іскерлігі.
* Берілген әдістеме негізінде физиканы оқытудың тиімділігін арттыру.
Зерттеу нәтижелерін апробациялау.
Зерттеу нәтижелері 2013 жылы ... ... ... семинарларында талқыланған. Эксперимент уақытында ашық сабақтар жүргізілді
Қорғауға жіберілетін жағдайлар:
* Жалпы ... ... ... ... ... ... жоғарылату зертханалық жұмыстарды талдау негізінде ғана мүмкін.
* Гуманитарлы мектеп оқкшыларының психологиялық қабілетімен сәйкес электр және магнетизм тарауларын оқу тиімді болады.
* ... және ... ... , және атты ... ... орындау үшін алғаш рет студенттерге арналған әдістемелік нұсқаулары жасалған.
Дипломдық жұмыстың көлемі мен құрылымы. Дипломдық жұмыс кіріспеден, екі ... ... 26 ... ... тұрады. Текст суреттермен безендірілген, кестелер мен диаграммалардан және екі ... ... ... ... ... - 70 ... - тарау. Қатты денелердің магниттік қасиеттері
1.1. Магнетиктердегі магнит өрісі
Н кернеулікке және индукцияға ие біртекті ... ... ... V - ға ие ... ... ... ... әсерінен дене магниттеледі, сонымен М магнит моментіне ие болады. Бұл моменттің дене көлеміне қатынасын магниттелу интенсивтілігі деп немесе дененің магниттелінуіjmдеп ... дене ... ... ... ... векторлық шама, біртекті магнетиктерде - нің бағыты - қа параллель немесе антипараллель болады. Халықаралық ... ... (СИ) М ... моменті в·с·м =Вб·м бірлігінде, көлем - м3 және магниттеліну - пен өлшенеді.
магниттеліну интенсивтілігінің вакуумдағы өріс ... ... ... ... ... деп ... =
(1.3)
æ шамасының өлшем бірлігі жоқтығына көз жеткізу қиын ... ... ... кг ... ... қабылдағышын салыстырмалы магниттік қабылдағыш деп атайды:
æ/δ
(1.5)
мұндағы δ - дененің тығыздығы. 1кг-моль заттың (дененің) магниттік қабылдағыштығын килограмм - ... ... деп ... ол ... ... =æVm
(1.6)
мұндағы Vm - килограмм - ... ... ... χм - ... - мен ... ... ... æ шамасы және таңбасы бойынша барлық денелерді үшке бөлуге болады: диамагнитті, парамагнитті және ферромагнитті.
Диамагнитті денелерде æ мәні (шамасы) салыстырмалы ... ... ... ... ... ... өріс ... және температураға тәуелді емес. Олар сыртқы өріске қарама-қарсы бағытта ... ... да ... ... ... ... ... де магниттік қабылдағышы æ салыстырмалы түрде үлкен болмайды, бірақ диамагнетиктерден ерекшелігі, олардың æ-сы оң таңбалы болады. Парамагнитті денелердің ... ... ... ... ... ... болады, сондықтан олар кернеудің максималды аймағына тартылады. магниттеліну интенсивтілігінің магниттеуші өріс Н кернеулігіне тәуелділігін сызып көрсетуге болады (1.1. - ... - ... ... ... өріс ... тәуелділі: 1 - диамагнетик; 2 - ... ... деН - қа ... ... ... тұр, олай ... олардың магниттік қабылдағышы æ сыртқы магнит кернеулігіне тәуелді емес екен. Парамагнитті денелерде мұндай заңдылықтың орындалуы тек аса үлкен емес ... және ... ... ... орын ... Өте ... ... және төменгі температурада - нің өсу ... Н ... ... ... ... ... өзінің шекті шамасына ұмтылады, бұл шама парамагниттің магниттік қанығуына сәйкес келеді (1.2. - ... - ... - нің Н - ке ... ... ... парамагнитті денелердің магниттік қабылдағышы температураға тәуелді. Бұл тәуелділікті бірінші рет Кюри ... Оның ... ... ... ... заңдылық орын алады:
(1.7)
мұндағы с - парамагнетик табиғатына тәуелді тұрақты. Бұл ... ... Кюри ... деп ... ал (1.7) ... Кюри заңы деп аталады. Кюри заңын график түрінде де көрсетуге болады (1.3. - сурет):
1.3. - ... ... ... денелердің, оған темір мысал бола алады, магниттік қабылдағышы оң таңбалы, бірақ ... ... ... оның ... өте ... сонымен қатар магниттейтін Н өріске елеулі тәуелді. Темірден басқа бұл магнетик тобына ... ... ... ... диспрозий, гольмий, эрбий, тулий және ... ... ... ... ... ... ... денелер өздерінің меншікті өрісін тудырады, изотропты пара - және ... өріс ... ... өріс ... ... ... диамагнетиктерде - антипараллель (қарама - қарсы) болады. Сыртқы өрісті В0 - мен, ... ... Ве - мен, ал ... өріс ... В - мен ... ... біртекті магнетиктегі В өріс В0+ Ве өрістердің алгебралық қосындысына тең:
(1.8)
ал векторлық қосынды: векторына тең. Есеп ... ... ... Олай болса
(1.10)
(1.11)
шаманы магнетиктің магниттік өтімділігі деп атайды. (7.11) формуладан
(1.12)
(1.11) формуланы қолданып, (1.10) формуланы мынандай түрде ... ... ... ... (СИ) ... өріс кернеулігі Н-А/м мен өріс индукциясы B - с/м2=Вб/м2=Тл мен өлшенеді.
([B]=[μμ0H]=).
1.2. Ферромагниттік денелердің магниттік қасиеттері
1.2.а. Магниттеліну ... ... ... ... магниттеліну заңдылықтарын бірінші Столетов зерттеген. Оның жұмсақ темірге алған магнит индукциясының (В), ... ... () және ... ... ... кернеулігіне (Н)тәуелділігін графикте көрсетуге болады (1.4. - ... - ... ... ... үшін ... индукциясының (а), магниттеліну интенсивтілігінің (б) және магниттік қабылдағыштың (в), магнит кернеулігіне (Н) тәуелділік графитері.
Н - тың ... ... В және тез ... ... өсу ... Н Нs - ке ... өзінің шегіне жетеді, В - ның баяу өсуі тек Н - тың ... ... Бұл күй ... ... ... деп ... Ал магниттік қабылдағыш Н - тың басында өсуінде В және секілді тез өседі, бірақ Н бір ... ... ... ... ... ... Н - тың арықарай өсу барысында ... ... ... ... ... ұмтылады. Магниттік қаныққанға жеткенде магниттік индукция тек Н - тың ... ... ... ... ... ... ... тең болады, себебі ұмтылады. Сондықтан да жоғары кернеулікті магнит өрісін алуда ферромагниттік өзекті қолданудың қажеті ... ... ... ... қисығын зерттегенде магниттейтін Н өрістің өсу барысында магниттеліну интенсивтігінің өсуі ... ... ... ... ... ... ... байқалған. Әсіресе магниттеліну қисығының көтерілу бөлігінде - нің секірме түрінде өсуі айқын ... 1.4.б - ... ... үлкейттірілген масштабта секірмелердің бір бөлігі көрсетілген (шеңбермен қоршалған). Қисықтың бұл бөлігі көптеген басбалдақтардан тұрады, әрбір ... Н - ты ... ... өзгеруіне сәйкес келеді. Магниттелудің секірме түрінде өсу ... ... рет ... ... және бұл ... ... ... деп атайды.
1.2.б. Магниттік гистерезис.
Ферромагнитті қайтадан магниттеудің ... ... ... ... болады(1.5. - сурет):
1.5. - ... ... ... ... ... ... өріс Н 0 - ден Нs - ға дейін ... В ... 0 - ден ОА ... ... ... - ға дейін өтіп, өседі. А нүктеге келгенде В ... Н - ты Нs - тен 0 - ге ... ... ... ... ... яғни В төмендейді, бірақ төмендеу сызығы ... ОА ... ... жаңа АВк, яғни ОА ... жоғары жағынан өтеді. Индукцияның өзгеруі Н - тың ... ... ... ... тең ... индукция Вк шамасына тең болады. Индукцияның кернеуліктен қалып ... ... ... деп, ал Вк - ны ... индукция немесе қалдық магнетизм деп атайды.
Н өріс кернеулігінің бағытын өзгертіп, оның ... ары ... ... ары ... магниттеліну дәрежесі төмендейді, болғанда нольге теңеледі; - ны ... ... ... ... күш деп атайды, себебі - ның ... ... ... сайын денеде қалдық индукция , яғни қалдық магнетизм шамасы жоғары болады. болғанда дене ... ... ... кері ... ... ... өзінің техникалық қанығуына жетеді ( нүкте). Н-ты төмендеткенде индукция қисығы бойынша төмендейді, тең болғанда индукция - тең ... Н ... ... кері ... ... оны ... ары ... ұлғайтқанда, индукция А қисығы бойымен өзгеріп нүктеде бұрынғы техникалық қанығу ... ... ... ... ... магниттеу циклы бітеді, бұл циклды қалағанымызша қайталауға болады. Циклды сипаттайтын АВкНкА ... ... ... ілгегі деп атайды. Гистерезис ілгегінің ауданы 1м3 ферромагнетикті қайтадан магниттеу жұмысына пропорционал. Қайтадан магниттеу ... ... ... ... ... айналады. Сондықтан ферромагнетикті көп рет қайтадан магниттегенде ол қызады, қызу интенсивтілігі ферромагниттік гистерезис ауданы үлкен болған сайын өседі. ... ... ... және ... ... ауданына байланысты ферромагнит материалдарды және деп екіге бөледі. Жұмсақ ферромагнитті материалдардың ... ... ... коэрцитивті күші төмен және жоғарғы өтімділікке ие; ал қаттылары керісінше, гистерезис тұзағы енді және коэрцитивті күші ... ... ... ... ... температураның әсері
Ферромагнитті денелерді қыздырғанда олардың магниттік қасиеттері ... атап ... ... ... ... ... ... магниттелінуі төмендейді, сонымен қатар гистерезис ілгегі төмендейді, т.б. Әрбір ферромагнит белгілі бір температурада өзінің ферромагниттік қасиетін жоғалтады. Бұл ... ... Кюри ... деп ... ... Кюри ... темірде - 7700С, кобальтте - 11500С, ... - 3600С, ... ... ... ... ... ... айналады және олардың магниттік өтімділігі температураға сызықты ... (1.6. - ... ... ... Кюри - ... ... ... яғни
(1.14)
мұндағы, С - Кюри тұрақтысы, - ... Кюри ... деп ... - сурет. Магниттік өтімділігінің температураға тәуелділік графигі.
Графикке қарағанда ... ... тез ... температурадан жоғары екендігі көрініп тұр. Абсцисса осі бойынша темір, никель, кобальт ферромагниттердің абсолют Т ... ... ... Кюри ... қатынасын қойсақ, ал ордината осі бойынша Т температурада қаныққан магниттелінуінің ноль температурадағы қаныққан магниттелінуінің қатынасын қойсақ, ... ... ... ... (1.7. - ... ... - ... қаныққан магниттеліну қисығы.
Графикке қарағанда, салыстырмалы координатада магниттелінудің температураға тәуелділігі үш ферромагниттерге бір қисықта жататындығы ... тұр. ... ... сайын олардың магниттелінуі төмендеп, Кюри температурасында нольге тең болады екен.
1.2.г. Кристалдардың ... ... ... ... ... ... ие. Темір никель кристалдарының [111], [110], [100] бағыттардағы магнит-телінуі графикте ... ... - ... ... ... кристалдарының [111], [110], [100] бағыттардағы магниттелінуі графигі.
Графикке қарағанда, монокристалдарда магниттеліну белгілі бағытта оңай ... ... ... ... кіші өріс ... жетеді екен. Бұл бағытты жеңіл магниттеліну деп атайды. Мұндай бағыт темірде [100], никельде [111] екені графикте көрініп тұр. ... [110] және [111], ... [110] және [100] ... бойынша магниттеліну қиындықпен өтіп, өзінің қанығуына елеулі үлкен өріс ... ... ... ... ... бұл ... қиын магниттеліну бағыты деп атайды. Магниттеліну қисығы бойынша ... ... ... ... ... үшін ... ... жұмысты береді. Бұл жұмыс магниттелген кристалдың еркін энергиясына айналады. Графикке ... ең ... ... энергияға жеңіл бағытта магниттелінген кристалдар ие, үлкен еркін энергия қиын ... ... ... ие ... ... ... ... барысында олардың формалары және өлшемдері өзгереді. Бұл құбылысты магнитострикция деп атайды. Бұл ... ... ... ... темір және болат көп зерттелген. Салыстырмалы түрде өріс өскен сайын никельден жасалған үлгінің ұзындығы қатты төмендейді, ал ... мен ... ... ... аз ... болса да үлгі ұзарады, жоғары өрісте қысқарады; кобальт құймасында керісінше, төменгі өрісте қысқарып, жоғары өрісте ұзарады. ... ... ... сыртқы факторларға жүйе қарсы болу жөніндегі Ле - Шателье принципіне сәйкес ферромагниттік дененің формасын және ... ... ... деформация, ол дененің магнителінуіне әсерін тигізу керек. Олай болса, егер дене магниттелгенде ... ... ... өлшемі қысқарса, онда осы бағытта дене механикалық кернеудің арқасында сығылса, ол дененің магниттелуін күшейтеді, ал механикалық ... ... ... онда ... ... қиындыққа соғады. Ферромагнитті деформациялаған кезде оның магниттік қасиетінің өзгеруін магниттік серпінді эффект деп ... ... ... ... деформация кезіндегі пайда болған ішкі кернеулікке сезімталдығы ... ... бұл ... ... ... дефомацияны және кернеуді өлшеуге қолданады.
Егер ферромагнитті денелер өзгеріп тұратын магнит өрісі арқылы ... онда ... ... ... өріс ... тең ... ... Бұл магнитострукциялық тербеткіштер (выбраторлар) құрамында қолданылады, ... ... ... ... ... ... ие ... тербелістерді алуға болады. Ферромагнит денелердің жылулық ұлғаюы жөніндегі мәселе ең қызығатын және елеулі мәселелердің бірі ... ... ... ... ... ... ... қатты денені қыздырғанда олардың кеңеюі бөлшектердің (атом, молекула) өздерінің тепе-теңдік ... ... ... ... ... ... және парамагниттік қатты денелерде бөлшектердің ангармоникалық тербелісі денені қыздырғанда, олар өлшемінің ... тек осы ... ... ... белгілі. Сондықтан бұл денелерді қыздырғанда олар әр уақытта кеңейеді. Ферромагнитті денелерде бұл ... ... ... Бұл ... ... ... тербелуінің арқасында сызықты кеңею коэффицентінен басқа , температураның өзгеруі дененің магниттелуін ... ... ... қосымша дененің өлшемі өзгереді. Бұл қосымша құбылысты Акулов термострикция деп атаған. Термострикцияның арқасында сызықты кеңею коэффицентін деп ... ... ... толық термиялық кеңею коэффиценті мынаған тең: ; мұндағы әр уақытта оң ... ал оң және ... ... да ... ... ... ... материалдардың толық термиялық кеңею коэффиценті оң, нольге тең және теріс таңбалы болуы мүмкін.
1.3. Атомдардың магниттік қасиеттері
1.3.а. ... ... ... ... - ... элемент оң заряды бар ядродан және электрондық ... ... ... ... құрайтын электрондар кванттық механика заңына бағынып, үздіксіз қозғалыста болады. Бірқатар магниттік құбылыстарды түсіндіру мақсатында ... ... жоба ... Бор ... қолдануға болады. Бұл теория бойынша электрондар белгілі ... ... ... ... Әрбір электрон тең токты тудырады, мұндағы - орбита бойымен электронның айналу (қозғалу) жиілігі. Кез - ... ... ... ток ... орбита бойымен қозғалатын электрон магнит моментіне ие, мұндағы - ... ... - ... ... ... және ... - ... бойымен қозғалған электронның сызықты жылдамдығы екенін ескерсек, ... ... ... ... ... айналуының арқасында пайда болған электронның магнит моментін орбитальды магнит моменті деп атайды. Бұл магнит моменті орбита жазықтығына ... ... ... ... ... ... ... - сурет. Электронның ядроны айналуының арқасында пайда болған орбитальды магнит моменті.
Электронның механикалық импульс моменті:
(1.17)
Бұл импульс моментінің бағыты - ге ... - ... ... ... және (1.18) формулаларды салыстырсақ, мынаны аламыз:
(1.19)
қатынасты гиромагниттік қатынас деп атайды. Кванттық механиканың заңына ... және оның Н ... ... ... проекциясы тек дискретті мәндерге ие, олар формуламен ... ... - ге тең. ... ... ... ие және оны ... кванттық сан деп атайды, ал - ді орбитальды кванттық сан деп атайды. Орбитальдық импульс моменті ... ... ... ие: ... ... магнит моменті және оның Н өріске проекциясы мынандай мәндерге ие:
(1.20)
(1.21)
мұндағы - ны Бор ... деп ... ... қабыршақтарында көп электрондары бар күрделі атомдарда, кеңістікте квантталу ережесі ескеріле отырып, атомның қорытынды орбитальды магнит моменті ... ... ... қосу ... ... Электрондармен толық толтырылған қабыршақтың магнит моменті нольге тең ... ... ... жартылай электронмен толтырылған қабыршақ сыртқы қабыршаққа жақын болады және қатты күйдегі атомдардың магнит моменті нольге тең ... Бұл ... да, егер ... ... ... ... ... жақын болса және қатты күйдегі атомдардың әсерлесуі үлкен болса, онда олардың магнит моменті сыртқы магнит өрісінде бағытталуы ... өте қиын ... ... олар ... ... ... алмайды. Осындай жағдайда темір тобы элементтеріндегі қабыршақты жартылай электрондармен толтырылған ... ... ... ... мысал бола алады.
1.3.б. Атомның спиндік магнит моменті
Электрон орбитальдық ... ... ... меншікті механикалық моментке ие, бұл моментті спин деп атайды. Бұл шаманың Н өріс бағытына проекциясы мына формулалармен анықталады: , ... - ... ... сан деп ... ... ... ... приципінен белгілі). Меншікті импульс моментіне сәйкес электрон меншікті магнит моментіне ие, бұл шаманың мәнін бірінші рет эксперимент ... ... және ... ... ... ... ... - сурет. Штерн және Герлах тәжірибесі
Вакуум тудырылған трубканың сол жағына атомдық газ ... (1.10. - ... ... ... ... Бұл ... ... жіңішке диафрагмалардан өтіп, күшті біртекті емес магнит өрісіне түседі. Магнит өрісін және магнит тудырады. ... ... ... ... ... ... ... 1.10. б - суретте фотопластинкада пайда болған сызықтар ... ... ... ... сутегі атомдарының симметриялы екі құрамға бөлінгені көрініп тұр: бірі ... ... ... екіншісі - төмен ығысқан.
Штерн және Герлах жасаған тәжірибе нәтижелерін былай түсіндіруге болады: ... ... ие ... атомға осі бойынша біртекті емес магнит өрісі мынандай күшпен әсер етеді:
(1.22)
мұндағы - атом ... ... ... ... - осі бағытындағы өрістің градиенті. Егер болса, онда Ғ ... ... өріс ... өсу ... ... болады, яғни градиенттің оң таңбалы бағытымен бағыттас, ал болса, онда F күшінің бағыты өрістің ... ... ... ... Егер атомдар магнит моменттері кез-келген бағытта бағытталған болса, онда атомдар шоғы кез-келген бағытқа ауытқыған болып, үлкен ... ... ... қалдырылған болар еді. Тәжірибеде фотопластинкада болмай, ... ... ара ... ... ... жолақ (сызық) пайда болуы, сутегі атомдарының магнит ... ... Н ... ... тек екі ... ... көрсетіп, олардың Н өрісіне поекциясы екенін көрсетеді. өріс градиентін және атом ... ... ... ауытқу шамасын өлшеп, анықтауға болады. Анықталған - тің мәні Бор магнетонына тең болғаны, яғни ... ... ... ... ... атомының электрондары қабыршақта болады, бұл қабыршақтағы ... тең, олай ... ... ... магнит моменті нольге тең (). Олай болса электронның орбита (қабыршақ) бойымен ... ... ... ... ... ... моменті бар екенін көрсетеді.
Сонымен, электрон электронның спинімен байланысты меншікті магнит моментіне ие ... ... ... ... ... ... ... моменті тек екі мүмкін болған жағдайда болады, яғни олардың Н өріске проекциясы бір Бор магнетонына тең болатын жағдайда тұрады:
(1.23)
( ... ... ... ... ... меншікті моментінің гиромагниттік қатынасы мынаған тең:
(1.24)
Меншікті гиромагниттік қатынас орбитальдық ... ... ... екі есе үлкен екен. Көп электрондары бар атомдарда, электрондардың спиндері векторлар секілді қосылады. Орбитальды ... ... ... ... спинді магнит моменті, толық электрондармен толтырылған қабыршақтарда нольге тең. Мысал ретінде темір тобындағы элементтердің 3d қабыршақтағы электрон спиндерінің ... ... ... ... ... ... ... компенсацияланбаған спиндер хром мен марганецте, олардың қорытынды спин моменттері максимальды.
Кестеде көрсетілген спиндер ориентациялары (бағыттары) қатты күйдегі заттар пайда ... ... ... ... ... ... денелердегі атомдардың қорытынды спин магнит моменттері өзгереді. Мысалы, темір торындағы бір атомға келетін орташа Бор магнетонының саны 4 - тің ... 2,3; ... - 0,4; - ... - 0,5 ... Ядроның магнит моменті
Атом ядросы спинге және сонымен байланысты магнит моментке ие. Ядроның спині электронның спиніне жақын (mяяrя≈mееrе). Ядроның ... ... ... ... 103 есе ... болғандықтан, формулаға сәйкес, ядроның магнит моменті 103 есе электронның ... ... ... ... ... магниттік қасиеттеріне ядро магит моментінің әсерін жобамен ... де ... ... ... ... ... ешқандай роль атқармайды деп ойлауға болмайды. Бұл оқулықта қарастырылмайтын ... ... ядро ... моментінің ролі (орны) елеулі болуы мүмкін.
1.3.г. Атомның қорытынды магнит моменті. Магнит материалдарды классификациялау
Атомның қорытынды магнит моментін анықтау үшін ... ... ... ... ... импульс моментінің қорытынды мәні анықталады, яғни мұндағы - электрон орбитальды импульс моменті. Қорытынды орбитальды импульс моменті ... сан ... ... ... ... ... ... сандарының алгебралық қосындыларының минимальды және максимальды мәндерінің арқасындағы бүтін сандардың барлық мәндерін қабылдайды. Ары қарай атомның қорытынды спин ... ... яғни ... - ... ... ... ... спин моментінің сандық мәнін кванттық сан анықтайды, яғни
(1.26)
- тің мәні бір-бірінен бір - ге ... бар ... ... электронның спин кванттық сандарының алгебралық қосындысының, яғни - дің минимальды және максимальды мәндері ара ... ... ... ... ... толық импульс моменті және шамалардың векторлық қосындысына, яғни - ға тең. ... ... ... ... ... ... ішкі кванттық сан анықтайды:
(1.27)
бұл кванттық сан мынандай мәндерге ие:
егер болса
егер болса
(1.28)
Н өріс бойынша - дің ... оның Н ... ... ... ... болатындай бағытта бағытталған болады, яғни:
(1.29)
мұндағы магниттік кванттық сан мынандай мәндерді қабылдайды:
(1.30)
барлығы болып мән ... ... ... ... ... ... магнит моменті сәйкес келеді, яғни
(1.31)
Бұл моменттің Н өріс бағытына проекциялары мынаған тең:
(1.32)
мұндағы - ... ... сан. (7.30) ... ... ал мына ... ... ... санды Ланде факторы деп атайды, оның сандық мәні бір мен екі сандар арасында болады. ... және ... ... ... қосқанда, олар бір - бірін ... ... ... ... ... ... қортытынды магнит моменті нольге тең болады. Егер ... ... ... онда атом ... магнитке ие. Осыған байланысты денелердің магниттік қасиеттері әр түрлі болады. Атомдары тұрақты ... ... ие ... әрбір атомдардың өзара әсерлесу характеріне байланысты парамагнитті, ферромагнитті, анти ферромагнитті немесе ферримагнитті болып келеді. Егер атомдар магнит ... ... ... ... тең ... ... өте әлсіз болса, онда дене парамагнитті болады. Схема ... ... ... моменттерін былай көрсетуге болады (1.11. - сурет):
Егер қасындағы атомның магнит моменті бір - ... ... ... ... онда бұл дене ... ... (7.11. б - ...
Егер қасындағы атомның магнит моменті бір-біріне антипараллельді болуға ұмтылса, онда бұл дене ... ... (7.11. в - ... ... қасындағы атомның магнит моменті бір-біріне антипараллельді ... ... ... бағыттағы магнит моменттерінің шамасы бір-біріне тең болмаса, онда бұл дене ферримагнитті болады (7.11. г - ... ... - ... ... моменттері: а - парамагнитті; б - ... в - ... г - ... ... ... магнит өрістің әсерінен электронның орбита бойымен қозғалысының ... ... ... ... ... ... ... магниттік қасиетке барлық денелер ие, бірақ көп кейбір материалдарда пара - немесе ферромагниттік күшті қасиеттерге ... ... ... сезілмейді. Таза диамагнетизмге атомдарының қорытынды магнит моменті ... тең ... ... ... - ге тең ... ... ... (1.12. - сурет).
1.12. - сурет.Электронның орбита қозғалуы.
Өріс жоқ кезде электронға әсер етуші ... ... күші ... тең: ... - ... - ... жылдамдығы. Орбита жазықтығына перпендикуляр Н магнит өрісі берілген кезде, электронға Лоренц күші әсер ете ... яғни , ... ... ... Күш орбита радиусы бойымен бағытталған. Бұл күштің әсерінен электронның жылдамдығы ... ... ... ... ... әсер ... ... тарту күші мынаған тең болады: . - ге ... ... ... ... . және деп ... ... аламыз:
немесе
(1.34)
мұндағы
(1.35)
Лармор бұрыштық жиілігі деп аталады. Сонымен ... ... ... ... ... ... бұрыштық жиілігін өзгертеді екен. (1.35) формулаға қарағанда, жиіліктің ... ... ... және ... сызықты жылдамдығына тәуелді емес, яғни барлық электрондарға бірдей екен. - дің ... өріс ... ... ... жағдайда, яғни Н орбита жазықтығына перпендикуляр болмағанда, Лармор көрсеткендей, өріс әсерінен электрон ... өріс ... ... ... жасайды, яғни орбита жазықтығына түсірілген перпендикуляр Н бағытына конус жасап айналады (1.13. - сурет).
7.13. - ... ... өріс ... бойынша прецессиясі.
Есеп нәтижесіне қарағанда, бұл прецессияның бұрыш ... (1.35) ... ... ... ... жылдамдығының бағыты Н - тың бағытына сәйкес келеді.
Н - өрісті айналып, электрон орбитасының ... ... ... ... ... ... ... қосымша қозғалу тудырады. Магнит өрісі әсерінен электронның қосымша ... ... ... ... яғни
(1.36)
Мұндағы - бұрыштық жиілікпен ... ... ... ; ... ... ... зарядымен байланысты. элементар ток магнит моментке ие:
(1.37)
мұндағы - Н ... ... ... прецессия жасағандағы электронның қамтыған ауданы. Есеп нәтижесіне қарағанда, мұндағы - ядродан электронның орташа ара қашықтығының ... Олай ... ... формулаға қарағанда, магнит өрісіндегі электрон, Н өрісі ... ... ... ... деп ... ... моментіне ие болады. Осы моменттің пайда болуы өріске қарама-қарсы дененің магниттелуіне алып ... бұл ... ... тән ... бар ... ... ... әрбір электронның магнит моменттерін қосу ... ... - ... ... ... ... квадраты. сумманы пен ауыстыруға болады, мұндағы - ... ... ... ... ара ... олай ...
(1.40)
(1.40) теңдеуді бірлік көлемдегі атом санына (n) көбейтсек, ... ... ... ... ... ... тең:
(1.42)
а≈10-10м, n≈5·1028м-3 деп қабылдасақ, æ≈10-6 Z болады, бұл эксперимент нәтижелерімен ... ... (1.42) ... ... нәтижелерімен сәйкес келуімен қатар диамагнетиктердің магниттік қабылдағыштығы температураға, Н ... ... ... ... ол тек ... Z реттік номеріне пропорционал екендігін көрсетеді.
Қатты күйдегі металдардың атомдарымен байланысты, электрондар басқа электрон газ құрайтын жалпыланған электрондарға ие. ... өріс жоқ ... екі ... ... тура ... траекториямен қозғалады. Магнит өрісінің әсерінен бұл траектория иіліп дөңгелекке айналады. Кванттық заңға бағынатын электрон газдар диамагнетизмге алып ... ... ... ... ... Мұны ... ... диамагнетизмі деп атаған.
Есеп нәтижелеріне қарағанда, еркін электрондар диамагнетизмінің магниттік қабылдағыштығы мына формуламен анықталады:
æдэ
(1.43)
мұндағы, n - ... ... ... μБ - Бор ... μ - Ферми энергиясы, æдэ - нің ... ... ... ... ... ... Парамагнетизмнің табиғаты
1.5.а. Парамагнетизмнің классикалық теориясы
Парамагнетизмнің классикалық теориясын Ланджевен қарастырған. Ланджевен теориясының негізінде, парамагниттік денелер атомдарының μ ... ... ... бар ... ... ... яғни атомдарды тұрақты магниттік диполь деп және дипольдер арасындағы өзара әсерлесуі жоқтың қасы деп ... ... ... магнит моменттері электрондардың орбиталдық және спиндік магнит моменттері толық конпенсацияланбаудан келіп шығады. Н магнит өрісінде диполь магниттік энергияға ие, ... Ө - ... мен Н өріс ... ... (1.13. - ... - сурет.диполь мен өріс арасындағы ... ... ... ... Ө=0 ... ие болады. Сондықтан барлық дипольдер Н өрісі бағыты бойынша бағытталуға ұмтылады. Мұндай бағытталуға атомдардың жылулық қозғалысы кедергі жасайды. Қорытынды магниттелуді ... ... ... ... жылулық қозғалыстың бағытталуға кедергі жасайтын арасындағы статистикалық тепе-теңдік анықтайды. Заттың (дененің) қорытынды магнит моменті әрбір атом магнит моментінің Н өріс ... ... ... тең. Атом ... ... ... ... дененің магниттелінуін және магниттік қабылдағышын анықтау мәселесі атомдардың магнит моменттерінің әр түрлі бағытталу ... ... және ... М моментінің Н бағытына орташа проекциясын анықтау ... ... ... Бұл ... ... ... ... тәсілін қолданып шешті. Бұл мәселені шешуде, Ланджевен атомдардың магнит моменттері Н өрісі бойынша кез-келген бағытта бағытталған деп ... яғни ... ... ... ие ... ... деп ... Н өрісінен және бұрыш аралығында, яғни дене бұрышы ішіндегі (1.14. - сурет) атомдық дипольдың бағытталған ықтималдылығы ... ... ... ... ... ... - ... Н өрісінен және бұрыш ... яғни дене ... ... ... ... ... ықтималдылығы.
1.14 суретке қарағанда, . Олай болса,
(1.46)
мұндағы, - жаңа ... ... ... анықтамасына сәйкес, Н өрісі бағытына атомның магнит ... ... мәні ... тең:
(1.47)
бұл интегралды есептегенде (шығарғанда) мынадай мәнді береді:
(1.48)
мұндағы, - гиперболалық котангенсы
(1.49)
Дененің бірлік ... ... ... ... ... интенсивтілігі мынаған тең:
(1.50)
мұндағы, n-бірлік көлеміндегі атомдар саны. Магнит ... ... ... ... өрісі әсерінен атомдық дипольдер өріс бағыты бойынша бағытталған болғандықтан, денелер өріс бағыты бойынша магниттелінген болады, яғни ... ... оң ... ... Олай ... бұл ... тән ... есептеледі. - ны қатарға жіктесек:
болғанда, жіктеудің бірінші екеуімен шектелуге болады, яғни . Мұны (1.50) және (1.51) ... ... ... ...
(1.53)
Магниттеліну интенсивтілігі эксперимент нәтижесімен сәйкес келеді, яғни ол ... Н өріс ... тура ... ... ... кері ... (1.53) формула Кюри заңын береді, яғни æ=с/Т. Кюри ... ... ... әр ... ... ... да, ... өзінде немесе -ға тең. , яғни МН кТ - дан 100 есе ... ... өте ... өрісте және өте төмен температурада теңсіздік орындалмайды, олай болса - нің Н ... тура ... ... (1.52 ... ... ... ұмтылады, магниттеліну өзінің қаныққан мәніне жетеді, яғни - ке
(1.55)
Магниттік қаныққанда барлық атомдардың ... ... өріс ... ... бағытталған болады.
функцияны Ланджевен функциясы деп атайды. Ланджевен функциясын график түрінде көрсетуге болады (1.15. - сурет):
1.15. - ... . ... ... ОА тура сызығына тура келеді. болғанда, ұмтылады. Бұл Ланджевен функциясының шегі дененің магниттік қанығуына ... ... ... ... ... ... түсінік
Классикалық теория электр зарядтардың қозғалуы арқасында пайда ... ... ... тізбектеп түсіндіре алмайды. Молекулалық тоқтың пайда болуы атомдағы электрондардың бір қалыпты ... ... ... ал бұл ... ... ... ... сәйкес келмейді. Ланджевеннің классикалық теориясына негізделген, Н өрістегі атомдар магнит моменті кез-келген бағытта бағытталады ... ... де ... ... Бұл классикалық теорияның кемістіктерін парамагнетизмнің кванттық тоериясы ... ... ... ... Н ... ... заңдылықпен бағытталынады, мұндағы - ішкі кванттық сан. Әрбір бағытталынудың ықтималдылығы Больцманның формуласымен анықталады:
(1.56)
мұндағы -Н өріс ... -дің ... -тың ... мәні ... ... ... формуласынан,
(1.57) формуланың айырмашылығы, интегралды вектордың дискретті бағыттағы мәндерін қосу мен ... ... ... Бұл ... (сумманы) есептегенде, - тың мәні мынаған тең болады:
(1.58)
мұндағы, ... ... ... деп ... ... ... - тың бірлік көлемдегі атомдар (молекулалар) санына (n) көбейткеніне тең:
(1.61)
Парамагниттік ... ... ... ... ... ... ... бұл функция мынаған тең болады:
(1.63)
(7.63) формуланы (7.61) және (7.62) ... ... ... ... ... ... Бор магнетонының эффективті саны (1.64) және (1.65) формулаларға қарағанда, ... ... ... -нің Н-қа ... ... ... және мен æ ... кері пропорционал екендігі көрініп тұр, яғни эксперимент нәтижелеріне сәйкес келеді екен. Үлкен өрісте және өте төмен температурада ,, ... және ... ... ... ... жетеді, яғни
(1.67)
Парамагнетизм теориясын экспериментте тексеру иондардың орбиталды немесе спин моменттері ... тең емес ... және ... ... ... ... ... иондарға, мысалы темір және жерде сирек кездесетін элементтердің ... ... Су ... және ... гидраттардың иондарын бір-бірінен үлкен мөлшердегі су молекулалары бөліп тұрады, сондықтан олар бір-бірімен әлсіз әсерлеседі. Мысал ретінде хромның (Cr3+), темірдің (Fe3+) және ... (Gd3+) бір ... ... магнит моментінің Н/Т қатынасына тәуелділігі 7.16.-суреттегі графикте көрсетілген.
1.16. - ... ... (Cr3+), ... (Fe3+) және ... (Gd3+) бір ... ... магнит моментінің Н/Т қатынасына тәуелділігі.
Графиктегі үздіксіз сызық теориядан алынған қисықтар, ал нүктелер эксперименттен алынған - тың ... Бұл ... ... ... спин моменттеріне ие, хром ионы S=3/2, темір ионы S=5/2, гадолиний ионы S=7/2 мәндерге тең. Графикке қарағанда, ... пен ... ... бір - ... өте ... ... келгені көрініп тұр.
1.5.в. Еркін электрондардың парамагнетизмі
Парамагнетизмнің классикалық (1.53) және кванттық теориясынан (1.65) алынған формулаларға ... ... ... ... ... кері ... ... кейбір металдардың анықталған парамагнетиктік қабылдағыш æ температураға тәуелді еместігі байқалған. Мұндай ... ... ... 1927 жылы ... түсіндірген. Оның дәлелі бойынша бұл металдардың магнит моменті өткізгіштік электрондардың спиндерімен байланысты.
Электрон газдарының парамагнетизмін зоналық теория арқылы оңай ... ... ... ... ... электрондармен жартылай толтырылған (1.17. - сурет).
Әрбір толтырылған деңгейде қарама-қарсы спиндерімен екі электрон орналасқан. Сондықтан ... ... екі ... зона түрінде көрсету ыңғайлы (1.17. б - сурет). Біреуінің электрондарының спиндері жоғары, екіншісінікі төмен бағытталған. Магнит ... жоқ ... ... де ... саны бірдей, қорытынды магнит моменті нольге тең. Н ... ... бар ... Н өрісі бағытымен бағыттас спині бар электрондар энергиясын мөлшерге төмендетеді, мұндағы - ... ... ... соның арқасында бірінші зона - ... ... ... ал ... Н - қа ... ... электрондардың энергиясы шамаға өседі, соның арқасында екінші зона шамаға көтерілді, екі зонаның жоғарғы деңгейлерінің арасында 2 шамаға ие ... ... ... Бұл айырымның пайда болуының арқасында екінші зонадан бірінші зонаға электрондар өте бастайды, электрондардың бұл өтуі зоналардың жоғарғы деңгейлері теңескенге ... ... (1.17. г - ... ... орнағаннан кейін спиндері өріс бағытымен бағыттас электрондардың саны, спиндері өріске қарама-қарсы электрондар санынан артық (көп) болады.
1.17. - ... ... ... ... ... өріс бағытымен бағытталған қорытынды магниттік моментке ие болады. Есеп нәтижесіне қарағанда, бұл жағдайдағы ... ... ... ... мына ... ... n - ... газының концентрациясы, - Ферми энергиясы. (1.68) формуланы æдэформуламен салыстырғанда, ... ... ... ... диамагнетизмінен үш есе үлкен екен. Еркін электрондардың парамагнетизмі температураға ... ... ... әлсіз парамагнетизмін береді.
1.6. Ферромагнетизмнің табиғаты
1.6.а. Элементар ферромагнетизм
Дене магниттелгенде магнит моменті пайда болады, мұндағы - ... ... - ... ... М - ... ... сыртқы Н өрісіндегі әрбір реттеліп орналасқан атомдардың магнит моменттері қосындыларын құрайды. Атомдардың реттеліп орналасқан магнит моменті атомдардың механикалық ... ... ... ... алып ... ... Р ... береді. Магниттелінуден бұрын жүйенің импульс моменті нольге тең болғандықтан, атомдарда қорытынды Р моменті пайда болудың арқасында ... ... ... ... бұл моментің мәні Р - ға тең болады және оның ... ... ... ... ... алынған және формулаларға сәйкес, қатынас - ге тең, егер ... ... ... магниттік моментінің арқасында пайда болса, ол - ге тең, егер ... ... ... ... ... пайда болса. Денені магниттегенде импульс моментінің пайда болуы бірінші рет Эйнштейн мен де ... ... ... бұл ... ... - ... ... деп атайды. Бұл экспериментте темір сым жіңішке серпімді жіпке ілінген. Темір сым соленоидтың ... ... (1.18. ... ... - ... мен де ... эксперименттері (магнит - механикалық эффект).
Темір сымды магниттегенде сым айналып, жіпті бұрайды. Магниттейтін өрістің ... ... ... ... бағыты да өзгереді. Сымның айналу мөлшерін сымға бекітілген жеңіл айна арқылы байқауға болады, бұл айна оған ... ... ... ... ... ... ... арқылы магнит моментін М және импульс моментін Р ... ... М/Р ... ... яғни Г=М/Р ... қатынас анықталады.
Барнет Эйнштейн және де Гааз эксперименттеріне кері тәжірибе қойды, ол ... ... ... тез ... нәтижесінде темірдің магниттелгенін байқады. Мұндай магниттеліну серіппенің осі бойымен бағытталған импульс моменті бар ерекше айналатын зат ... ... ... ... ... ... келіп шығатын магниттеліну (1.18. б - сурет).
Иоффе және Капица магниттелінген темір ... Кюри ... ... температураға қыздыру арқылы зерттеді. Стерженьді қыздырғанға дейінгі айналатын электрондар болып (1.18.в - ... ... ... моменті нольге тең емес, ал серіппені Кюри температурасынан жоғары температураға қыздырғанда ретсіз орналасқан болады, қорытынды импульс моменті ... тең ... олай ... ... ... жоғалғаннан кейін серіппе айналу импульсіне ие болуы тиіс, серіппенің айналуын ... ... ... Мұны және магниттелінген серіппенің магнит моментін өлшеу ... ... ... ... анықтауға болады.
Бірнеше рет қайталанған эксперимент нәтижелері, ферромагниттік денелерде М/Р қатынасы - ге тең екендігі анықталды, яғни бұл ... ... ... ... гиромагниттік қатынасына тең екен. Бұл жерден дененің ферромагниттілігі электронның орбиталдық магниттік моментімен байлынысты болмай, оның ... ... ... ... білдіреді. Бұл қорытынды ферромагнетизм қасиетіне ие химиялық элементтер атомдарының электрондық құрылымымен сәйкес келеді. Толтырылған электрон қабыршақтарындағы электрондардың қорытынды магнит ... ... тең ... ал ... ... айналғанда сыртқа валентті электрондар жалпыланады, олай болса ферромагниттік қасиетке, электрондармен толтырылмаған электрон қабыршақтарға ие, тек өткінші ... ие ... ... ... ... - қабыршақ толтырылмаған темір тобындағы өткінші металдар және - қабыршақ толық толтырылмаған ... ... ... ... ... - ... электрондардың орбиталдық магнит моменттері болғандықтан, олардың дененің магнит моментіне үлесі шамалы, олай болса бұл топтағы элементтердің ферромагнетизмі тек ... ... ... моменттерінің арқасында болады. Темір тобындағы элементтер атомдарының спиндік магнит моменті елеулі мәндерге ие болуын жоғарыда кесте ретінде көрсеткен едік (12 бет). ... ... ... ... ... ... ролі
Ферромагнетизм пайда болуына ішкі электрон - қабыршақ электрондармен толық толтырылмауы керекті шарт ... ол ... ... ... ... ... - ... электрондарымен толық толмағанымен, ферромагнетизмге тек темір, кобальт және ... ие; ал - ... ... ... ... ... ... ішінде тек гадолиний, диспрозий және эрбит ферромагентизмге ие. Бірінші рет Френкельдің көрсеткені бойынша, толық толтырылмаған қабыршақтағы ... ... ... ... ... кездегі қасындағы атомның қабыршағы аз мөлшерге қабаттасқан электрондармен ауыспалы (обменное) әсерлеудің арқасында ... ... ... (Мұндай әсерлесуден пайда болған байланысты валентті немесе атомды; гомополярлы ... ... ... деп ... белгілі). Ауысу әсерлесу жүйенің энергиясын өзгертеді. Екі жақын ортақ сутегі атомынан тұратын қарапайым жүйеде айқын көрсетуге болады. Бұл ... ... ... ... 2Е0 - ... ... екі сутегі атомының энергиясы, к - атомға кіретін зарядтардың электростатикалық әсерлесу энергиясы, S - ... емес ... ... ... ... арқылы 200 Гц жиілікті қой. ( реті 11,6 бет, 1 суретті қара).
Кесте ... ... ... ... ... 25 мм2
=400с-1
...
K=...А/В
55
5. арнайы пішіндегі сигналдар генераторы > деәгейінде қондырғы батырмалары арқылы тороид орамдары I 5 мА ... ... ... орамдарынан өтетін ток күшін 5мА қадаммен 55 мА - ге ... ... ... ... Кестеге ток пен кернеудің мәндерін жаз.
7. батырмалары арқылы кернеу ... ... мен ... блогын өшіріңіз.
Өлшеу нәтижелерін өңдеу
* (5) формулаға ... ... ... есепте. Есепту нәтижесін жаз.
* Токтың әрбір мәніне сәйкес Н , ur және В шамаларын (6), (5) және 7 ... ... ... ... нәтижелерін кестеге жаз.
* Кестедегі мәліметтер бойынша негізгі ... ... В = f (H) мен ur = f (H) ... ... тұрғызыңыз.
* Қорытынды жасау үшін тәжірбиеде алынған ... ... ... ... Магниттелу қисығының uu = f (H) графигнде максимуммен сәйкес нүктесін;
Б) теориялық және тәжірбиеде ... осы ... ... а қ ы л а у с ұ р а қ т а р ... А) ТТс (Тс- Кюри ... болғанда ферромагнетиктер үшін негізгі магниттелу қисығы В = f(H) мен ur= f H ... ... ... магнит өрісінің кернеулігіне тәуелділік график түрін ...
2. ... ... ... ... ... үлгінің B= f(H) тәуелдігінен айырмашылығы қандай?
3. Ферромагнетиктерге тән ... мен ... ... ... ...
4. ... ... фермомагнетиктердің домендік құрылымының өзгерісін сипаттаңыз.(Н өріс кернеулігінің артуына байланысты )
5. а)тороидтың магнит өрісі кернеулігі Н;
б)ферромагенетик өзекшесі бар троитдтың ... ... ... В;
в)троид өзекшесінің магниттік өтімділігін ur қандай шамаға тәуелді?
6. Магнит өрісінің В және Н параметрлерінің ... ... ... ... ... (№ 8.9 ... ... көруге болады?
7. Өзекшенің магнит өтімділігін анықтау әдісінің негізгі қандай тәуелділікке сүйенеді?
8. Жұмыста айнымалы ток тізбегінде катушканың толық кедергісін анықтау үшін ... заң ... ... ... өтімділігін есептеу формуласы өлшенетін қандай шамалардан тұрады?
10. Токтың әр түрлі ... ... ... В және Н ... ... ... ... тәелділіктерді алуға болады?
11. Электр тізбегінің қай злеметі кернеудің мәнін өзгертеді?
12. а) өзекшедегі магнит өрісінің ...
б) В ... ... өзекше материалының магниттік өтімдігін анықтау үшін қандай фонрмулаларды қолданады?
13. Магниттелудің негізін қисығын ... үшін ... ... ... ... ... А.А., ... Б.М. Курс фипзики.- М.:Высшая школа,1989. - §§24.3,24.5.
* ... С.Г. ... - ... 1977 -§§109-111,119
2.2. Ферромагнетиктің магниттелуінң негізгі қисығын алу.
(№8 зертханалық ... ... ... ... В(Н) және ... магнит өрісі кернеулігінің тәуелділік графигін (Н) тұрғызу.
ҚҰРАЛ-ЖАБДЫҚТАР: реттеуші бар тұрақты кернеу көзі, тұрақты кернеуді тұрақтандырғаш көздер, мультиметрлер, , , ... ... ... никель, арнайы қоспалар) магрит өрісінің индукциясы ... ... ... сызықты тәуелді болмайды (1 сур). Ферромагнетик заттағы В шамасы тек осы ... ... ғана ғана ... оның ... ... ... де ... магнит индукциясының кернеулікке тәуелділігі.
Егер үлгі магниттелмеген болса, онда оны магниттеу кезінде В-ң Н-қа ... 0-1 ... ... және ол ... ... ... деп аталады. Өрістің Н кернеулігін азайтсақ (1-2 қисығын қара), ... В ... ... ... Н-ң өзгерісінен қала бастайды (магниттік гистерезис).
Ферромагнетиктердің бұл ерекшелігі оларда домендер деп аталатын тосын (өз ... ... ... болуымен түсіндіріледі.
Ферромагнетик магниттелмеген кезде әр түрлі ... ... ... ... ... ... векторы нөлге тең болатындай орналасады. Осындай күйдегі мүмкін болатын домендік құрылымдардың бірі 2-суретте келтірілген, тілшелер домендерінің магиттелуінің ... ... ... ... ... ... орналастырса, домендердің шекарасы ығысады, бұл кезде алдымен магниттік моменті Н ... ... ... құрайтын домендер, яғни анағұрлым тиімді энергетикалық күйдегі домендер ұлғайады. Ары қарай Н артқан сайын барлық домендердің ... ... өріс ... ... ...
Бұл кезде үлгінің J магниттелінуі (бірлік көлемдегі магниттік момент) қанығу мәніне жетеді (3 ... ал ... ... В ... ... ... кернеулігі Н арту есебінен шамалы артады:
В = uо(H+J) = uо(1+)H = uо urH, ... ... ... ... ... ... өтімділігінің өте үлкен шекте өзгеру і(1-ден 106) және оның ... өріс ... ... күрделі болуы (4 сурет) ферромагнетиктердің домендік құрылымына байланысты.
Ферромагнетикті Кюри температурасынан жоғары температурада қыздырғанда жылулық ... оның ... ... ... және ... ... ... барлық ерекшкеліктері жойылады: зат парамагнетик күйге өтеді.
3-сурет 4-сурет
Өлшеулер ... ... ... ... ... ... ... 1871-1872 ж.ж. Мәскеу университетінің профессоры А.Г.Столетов жүргізді. Ол ферромагнетик ішіндегі өрістің кернеулігі үлгінің пішініне көп тәуелді болатындығын және оның мәні ... ... ... ... ... ... ... магнит өрісінің кернеулігімен дәл келетінін көрсетті.
0394970 Бұл жұмыста магниттелудің негізгі қисығын алу үшін А.Г.Столетовтің ұсынған ... ... Бұл ... ... ... В(Н) ... екі ... сым орамдары оралған (5 сурет): бірінші реттік орамда (магниттеуші) N1 ... ал ... ... орам (N2 ... бар) В ... ... ... өлшеу үшін қажет.
5-сурет
Сақина өзекшенің бірінші реттік орамдарынан I1 ток өткенде пайда болатын магнит өрісінің кернеулігі
(2)
мұндағы К1=N1/ l ; ... орта ось ... ... өріс ... ... Ауданы S сақина қимасынан өтетін магнит ағыны
Ф=BS
Екінші реттік орамнан өтетін магнит ағынын өзгертсе, индукцияның ЭҚК-і пайда ... ... ... ... жылдамдығы. Магнит ағынын І1 токтың бағытын өзгерту арқылы өзгертуге болады. Онда өрістің Н кернеулігінің мәг\ні өзгермейді, тек өріс сызықтарының ... ... ... ... ... ағыны +Ферми жазықтығы-тен - Ферми жазықтығы-ке дейін өзгереді, ал оның өсімшесі
∆Ф=-2Ф=-2BS.
(3)
Егер екінші реттік орам тізбегі тұйықталса, онда
(4)
Ток ... ... ... ... орам ... кедергісі. Осы тізбекте I2 индукциялық ток өтсе, шамасы (3), (4) формулаларды қолдану арқылы есептелетін Q заряд тасымалданады:
Осы ... ... ... ... формуласын шығарып аламыз.
(5)
мұндағы R, N2, S - осы ... үшін ... ... Q зарядты екінші реттік орамға қосылған ток интеграторымен өлшейді. Интегратор арқылы өткен заряд ... n ... ... ... ... n-мультиметр бойынша санақ.
γ тұрақтысы интегратордың сезгіштігін сипаттайды және мультиметрдің ... ... ... ... (Q/n) ... тең. ... (6) өрнектерді қолданып, зерттелетін сақина пішінді өзекшесіндегі магнит өрісін есептеу ... ... ... ... электр сызбасы 6 суретте, монтаж сызбасы 7 сурете көрсетілген.
6-сурет. Электр ... ... бар ... кернеу көзі,
2-мультиметр (ррежім А200мА, кірістер СОМ, мА);
3- миниблогы, R0 =100 Oм;
4 - ... ... ... ... ... өзгертетін айырып-қосқыш;
5 - бірінші N1 және N2 ... ... бар ...
6 - ...
7 - ... ...
8 - ток ...
9 - блогы;
10 - мультиметр ... V 2 V, ... COM, ... ... ... ... қара.
Бірінші N1 және екінші N2 реттік орамдар ферромагнетик материалдан жасалған сақина пішінді өзекшеге оралған. ... ... ... магнетикті магниттеу және оның параметрлері бойынша магниттеуші өрістің Н кернеулігін анықтау үшін қолданылады. 4 айырып қосқыш ... ... ... үшін ... ... ... токтың бағытын өзгертеді. R0 резисторы орамдағы токты шектейді.
N2 екінші реттік орамы ... ... ... В ... ... үшін ... ... реттік орам тізбегіндегі 8 ток интеграторы өлшенетін В ... ... ... тіркелетін зарядты өлшеу үшін қолданылады.
Өзекше В қалдық индукциясы аз жұмсақ магнитті ... ... ... магниттелудің негізгі қисығын алу үшін өзекшені алдын-ала магнитсіздендіру аса қажет емес.
Жұмыстың орындалу тәртібі
* Кестеге қондырғының және зерттелетін үлгінің параметрлерін ... және N2 ... және ... ... орамдардағы орамдар саны;
L-өзекшенің орта ось сызығының ұзындығы;
S- өзекшенің көлденең қимасының ауданы;
R-екінші реттік орам ... ... ... ... ... ... ... сызбасы бойынша электр тізбегін жинаңыз.
3. ... ... ... ... ... қосыңыз. батырмасын басыңыз. ( реті 19,6 б,1 суретті қара ). Ток ... 7 ... ... ... ... 4 ... ... төменгі қалыпқа қойыңыз.
4. (реті 14,6 б,1 суретті қара) кернеу қондырғысының батырмаларымен ... ... ... I= 6,30 мА ... ... ... ... кілтті ажыратыныңыз. 4 айырып - қосқышты ... ... 10 ... U1 ... ... ... ... енгізініңіз. 7 кілтті "Сброс" жағдайына қойыныңыз.
6.7 демпфирлеуші кілтті ажыратыныңыз. 4 айырып - қосқышты төменгі ... ... 10 ... U2 ... ... ... ... енгізініңіз. 7 кілтті "Сброс" жағдайына қойыныңыз.
Қондырғының метрлері
I1, мА
U1,B
U2,B
Uор,мB
H,A/м
В,мТл
ur
N1=100
N2=200
I=37.7 мм
S=25 мм2
R=2.5 кОм
γ=23,7*10[-8] Кл/В
7. Токтың мәнін әр 0,2мА қадаммен 14мА ... ... ... одан соң 10мА ... 100мА дейін арттыра отырып, 5,6 баптағыдай I1 әрбір ток үшін 10 ... ... ... өлшеңіз. U1 және U2, I1 өлшеу нәтижелерін ... ... Сеть ... ... ... ... қоректендіруі мен мультиметрлер блоктарын ажыратыңыз.
Өлшеу нәтижелерін өңдеу
1. Әр ток үшін Uор ... ... ... ... Н және В ... (2) және (7) ... ... есептеу үшін, К1 және К2 тұрақтыларды қондырғының және зерттелетін үлгінің параметрлерін қолдану арқылы ... ... ... мәні үшін Н пен В ... есептеңіз:
H=K1I1=...A/м,
B=K2Uop=...Тл
4. Н-ң әрбір мәні үшін (1) формула бойынша ur магнит өтімділігін есептеңіз:
ur=
Есептеу нәтижелерін кестеге ... ... ... ... ... негізігі қисығын B(H) және ur(H) тәуелділік графигін тұрғызыңыз.
6. Жұмыс бойынша ... ... үшін ... ... ... ... ... атаңыз:
* магниттелу қисығының жүруін ur(H) графигіндегі максимуммен салыстырыңыз;
* салынған ... ... және ... ... салыстырыңыз.
Бақылау сұрақтары:
+ a) TTc (Tc- Кюри температурасы) болғанда магниттелудің негізгі қисығы В(Н) және салыстырмалы магнит өтімділігінің өріс ... ur ( H) ... ... ... түрде болады?
2. Ферромагнетиктің магниттелуінің негізгі қисығы магниттелмеген үлгінің В(Н) тәуелділігінің айырмашылығы қандай?
3. ... тән және оның ... ... ... Ферромагнетикті магниттеу барысында оның домендік құрылымының қалай өзгеретінін сипаттаңыз (өрістің кернеулігінің артуына қарай)
5. а) ... ... ... ... H:
б) ферромагнетик өзекшесі бар тороиттың магнит өрісінің B индукциясы ... ... және ... ... ... ... ... сипаттамасында келтірілген) магнит өрісінің параметрлері В және Н-ң басқа шамаларға тәуелділігін көрсетеді?
7. Ток интеграторының көмегімен өлшенетін Q заряд қандай шамаларға және ... ... ? ... ... ток өтеді?
8. Ток интеграторының атқаратын қызметі.
9. Өлшеу барысында 4 айырып- қосқышты не үшін қолданады?
10. а) өзекшедегі Н ... ... ... ... В ... ... ... материалының магнит өтімділігін анықтау үшін өлшенген қандай формулаларды қолданады?
Әдебиет
* Детлаф А.А., Яворский ... ... ... ... ... ... Калашников С.Г Электричество.- М.: Наука, 1977.-§§ 109,111,119
2.3. Ферромагнетик қасиеттерін гистерезис тұзағының көмегімен оқып үйрену
(№9 ... ... ... ... ... ... ... магниттелудің негізгі қисығын және ur(H) графигін тұрғызу, ферромагнетиктің қайта магниттелуінің меншікті энергиясын есептеу.
ҚҰРАЛ-ЖАБДЫҚТАР: арнайы пішіндегі кернеу генераторы, ... ... ... тоқ ... ... ... і р і с п ... 8 жүмыстың кіріспесін оқу міндетті.
Ферромагнетикті айнымалы ток өрісімен магниттегенде В = f(H) тәуелділігі гистерезис тұзағын құрайды. Тұзақтың ауданы Нmax ... ... ... ... ... Нmax = Hs ... ... ауданы ең ұлкен, мұндағы Н5 - ... ... ... дейін магниттелетін өрістің кернеулігі. Бұл шектік тұзақ 1 суретте тұтас ... ... ... кіші (Hmax мини ... ... ... ... тұтқасын бұрай отырып, осциллограф экранына шығатын ең үлкен ... ...
5. I ... мәнін гизтерезис тұзағының ең жоғары координатасы хmax экрандағы Х осінің ұзындығына тең ... етіп ... I мен хmax ... 1 ... ... 1 ... 1 ... қондырғының және зерттелетін үлгінің параметрлерін енгізіңіз:
және Бірінші және екінші реттік орамдардағы ... саны ,
l- ... орта ось ... ұзындығы
S- өзекшенің көлденең қимасының ауданы
екінші реттік орам тізбегінің кедергісі ;
интегратор ... ... У ... ... құны ( қараңыз: ; К шамасы В/дел бірлігінде көрсетілген. Вольт бөлінген У осінің ең үлкен бөлік саны);
осцилографтың У ... ... ... ... мм.-сызғышпен өлшенеді.
Магниттік гистерезис тұзағының параметрлерін өлшеу
7. Гистерезис шектік тұзағының осцилограммасының калька қағазға түсіріңіз.
8.коэрцитивті күштің мәніне, -қалдық ... ... ... ... және ... ... нүктелеріне сәйкес келетін тұзақ нүктелерінің оң және теріс ... (1 ... ... Осы ... нәтижелерін 2-кестеге жазыңыз.
Кесте 2
Шама
Координаталар,мм
Шаманың мәні








Магниттелудің негізгі қисығын алу
9. Үлгіні магнитсіздендіріңіз. Ол үшін ... ... ... ... ... ... (реті 14, 6 б. 1 сур.қара) кернеу қондырғысы батырмаларының көмегімен бірінші реттік орамнан ... І ... ... ... нөлге дейін азайтыңыз. Гистерезис тұзағының ауданы нүктенің өлшеміне дейін қысқару қажет; оны экранның йентріне ... ... ... ... ... І ... ... арттырып, ( 2мА қадаммен, ал 10ма-ден жоғары токтар үшін 5ма қадаммен) осциллограф экранында ... ... ... ... ... Ең ... цикл ферромагнетиктің қанығуына сәйкес келуі қажет. Токтың мәні үшін тұзақтың ұштарының және координаталарын өлшеңіз. Өлшеу ... 3 ... ... ... ... ... кернеу генераторы блогының қоректендіруі мен мультиметрлер блоктарын ажыратыңыз.
Өлшеу нәтижелерін өңдеу
1. 1 кестедегі мәліметтер бойынша (4( және (10( формулалардың көмегімен п және м ... ... ... 1 ... ...
2. ... ... бойынша (3) және (9) формулаларды қолданып, зерттелетін магнетиктің гистерезис тұзағының Hs, Bs, Br,Hc ... ... ... 2 ... ... ... тұзағының осциллограммасы бойынша оның Sn ауданын мм2 бағалаңыз(тұзақтың ішіндегі миллиметрлік қағаздың торларының саны бойынша). (11) ... ... ... ... ... меншікті энергиясын анықтаңыз:
ω=m*n*Sn=...Дж/м3.
Бір цикл ішінде көлемі үлгіні қайта магниттеуге жұмсалған энергияны бағалаңыз:
W= ω*V = ... ... 3 ... ... 3 ... мәліметтер бойынша x және y мәндерінің әрбір жұбы үшін (3) және (9) ... ... Н және В ... және B=u0ur H ... ur ... ... ...
ur=B/ u0H=..., мұндағы u0=4П*10-7Гн/м.
Есептеу нәтижелерін 3 кестеге жазыңыз:
5. 3 ... ... ... ... негізгі қисығын B(H) және ur=(H) тәуелділік графигін тұрғызыңыз.
6. Жұмыс бойынша қорытынды жасау үшін ... ... ... ... ... ... ... қисығының жүруін ur=(H) графигіндегі максимуммен салыстырыңыз;
б) салынған қисықтарды теориялық және эксперименттік тәуелділіктермен салыстырыңыз. Анықталған Br мен Bs мәндерін салыстырып, өзекшенің ... ... ... ... жұмсақ магнитті және қатты магнитті?
Бақылау сұрақтары:
* a) TTc(Tc - Кюри температурасы) болғанда магниттелудің негізгі қисығы В(H) және ... ... ... өріс ... ur(H) ... ... қандай түрде болады?
* Ферромагнетиктің магниттелуінің негізгі қисығының гистерезис тұзағынан айырмашылығы қандай?
* Ферромагнетиктерге тән және оның ... ... ... ... магниттеу барысында оның домендік құрылымның қалай өзгеретінін ... ... ... ... a) ... магнит өрісінің кернеулігі Н;
б)ферромагнетик өзекшесі бар тороидтың магнит ... В ... ... ... ... өтімділігі ur қандай шамаларға тәуелді?
6. Қандай формулалар (жұмыс системасында келтірілген) магнит өрісінің параметрлері В және Н-ң басқа шамаларға тәуелділігін көрсетеді.
7. a) ... Н ... ... кернеулігін;
б) В магнит индукциясын;
в) өзекше материалының магнит ... ... үшін ... ... ... және ... формулаларды қолданады?
8. Келесі элементтердің қосылу тәсілімен қызметін атаңыз:
а)бірінші реттік орам тізбегінің R1 ... ... ... орамдағы ток интеграторы;
9. Амперметрмен өлшенетін бірінші реттік орамдағы токтың ... неге ... Ux және Uy ... Х және У ... ... ... ... өзгеретін шамаларды атаңыз.
11. а) ферромагнетиктің Hs, Bs, Br,Hc параметрлерін анықтау үшін;
б) магниттелудің негізгі қисығын тұрғызу үшін қолданылатын гистерезис ... ... ... координаталарын табыңыз.
12. Жұмыста мына шамалар
а) Br қалдық индукция;
б) коэрцитивтік күш;
в) ... ... ... қандай формулалармен анықталады?
Әдебиет
* Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс ... - М.: ... ... ... ... С.Г. ... 1977.- §§109-111,119
ҚОРЫТЫНДЫ
ХХІ ғасырдағы адам жинақтаған білімнің маңызды көлемі, ... ... ... бұл ... ... ... беруге, мектеп бітіруші түлектерге ерекше талап қоятын қоғамды мәжбірлейді: өзгермелі жағдайға ... алу, ... ... ... ... көздерімен жұмыс істей алу, түрлі типтегі зертханалық жұмыстарды орындай алу. ... ... оқу ... олардың алдына қойған тапсырмаларына бағытталған. Бірақ әрбір пән білім беру процесінде өз функциясын орындайды. Мысалы, егер математиканы оқу ... ... ... ... ... онда ... баланың сезімталдық, бейнелі әлемін қалыптастырады, физиканы оқыту ... ... ... талдауға үйретуді қалыптастыруға бағытталған және мәселені шешу жолдарын табуға ықпал жасайды. Оқушылардың әр түрлі категориясындағы қоршаған ортаны ... әр ... ... ... жалпы білім беретін мектеп оқушылары бейнелі ойлауды - ... ... ... болып жатқан құбылысты оңай түсіндіре алады дегенді білдіреді. Олар үшін зерттеленетін материал күрделі және ұзақ ... ... ... ең ... ... көрінеді. Зерттелінетін процестердің шынайылығын жоғалту, осылайша, пәнге деген танымдық қызығушылықты ... әкеп ... ... ... студенттерге арналған Ресей мемлекетінен сатып алынған зертханалық кешенін қолдану арқылы ... рет ... ... ;
2. ;
3. атты ... ... ... үшін ... нұсқаулары жасалды.
4. зертханалық кешенінен озық мемлекеттер білім алушылары - да пайдаланып жатыр, онда жүргізілген ... ... ... ... дәл ... ... ... және осы жасалған әдістемелік нұсқауларды оқу процесінде кеңінен пайдалануды ұсынамыз.
5. Ферромагниттік денелердің домендік құрылымын, магнит индукциясы бағыттарын және ... ... өрiс ... ... түсіндіретін анимациялық көрініс дайындалды.
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:
1. Захарова А. В. Психология обучения старшеклассников. М.: Знание, 1976, 64 ... Кон И. С. ... ... ... 1980, 192 ... Крутецкий В. А. Психология обучения и воспитания школьников. Книга для учителей и классных руководителей. М.: Просвещение, 1976, 303 ... ... ... ... пособие для пед. ин-тов. Под ред. проф. Петровского А. В. М.: Просвещение, 1970, 432 с.
5. Ротенберг B. C., ... С. М. ... ... ... М.: ... 1989, 239 ... ... Б. Д. Введение в психологию развития (в традициях культурно-исторической теории Л. С. Выготского). М.: Тривела, 1994, С.16.
7. Бугаев А. И. ... ... ... в средней школе. Учеб.пособие. М.: Просвещение, 1981, 288 с.
8. Теория и методика обучения физике в школе: общие ... ... ... для ... Под ред. Каменецкого С. Е. М.: Издательский центр , 2000, 368 с.
9. Ланина И. Я. 100 игр по ... ... ... М: ... 224 с.
10. Ланина И. Я. Не уроком единым... М.: Просвещение, 1991, 223 с.
11. Шаталов В. Ф. Эксперимент продолжается. М.: ... 1989, 336 ... ... В. Ф. ... ... из ... работы школ г. Донецка. М.: Педагогика, 1980, 95 с.
13. Бахтибаев А.Н. Қатты денелер физикасы. Алматы, БАСПА - ... ... ... ... ... ... МГУ, 1961.
15. ... Введение в теорию металлов. ГИТТЛ, 1950.
16. Ч.Киттель. Введение в физику ... ... ... ... ... Введение в статистическую физику. ГИТТЛ, 1954.
18. ... ... ... о ... ... 1952.
19. А.Деккер. Физика электротехнических материалов. Госэнергоиздат, 1962.
20. Я.Г.Дорфман. Магнитные свойства и ... ... 1955.
21. ... ... ... АНССР, 1963.
22. К.П.Белов. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнитных металлах. 1951.
23. А.С.Боровик-Романов, ... ... ... и ... ... , ... ... АНССР.
24. Магнитные свойства металлов и сплавов, под ред. С.В.Вонсовского. ИЛ, 1960.
25. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс ... - М.: ... ... ,1989
26. Калашников С.Г. Электричество.-М.:Наука, 1977.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 50 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 000 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Қатты денелердегі “электр өткізгіштік” бөлімін компьютердің қолдануымен орта мектепте оқыту46 бет
Сұйық пен қатты денелер22 бет
Сұйықтар. Қатты денелер5 бет
Қатты денелер10 бет
Қатты денелер жайлы43 бет
Қатты денелердің ішкі құрылысы және байланыс күштері18 бет
Қатты денелердің қирауының кинетикалық концепциясы39 бет
Атомдар мен молекулалардың сыртқы магнит және электр өрістерімен әсерлесуі. Магниттік резонанс59 бет
Бидайдың қатты қара күйесі7 бет
Магниттік резонанс6 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь