Магнетиктер. Диа- және парамагнетиктер

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Бiлiм және ғылым министрлiгi

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Кафедра Физика

CӨЖ

Тақырыбы: Магнетиктер. Диа- және парамагнетиктер

Орындаған: Турсунханова Р. Б.

Тобы: Т-423

Тексерген: Рахимбердина А. Т

Семей, 2015 жыл

Магнетиктер деп өздігінен магнит өрісін тудыратын, болмаса сыртқы магнит өрісін өзгерте алатын ортаны айтады. Тағы да сыртқы өріске әкеліп ендіргенде өздері қосымша магнит өрісінің көзі болып табылатын заттарды айтады. Бұл жағдайда магнит өрісінің толық индукциясы сыртқы магнит өрісі мен магнетик туғызған магнит өрісінің индукцияларының қосындысына тең болады. Магнетиктің өзі қосымша магнит өрісінің көзі болған жағдайдағы, оның сыртқы магнит өрісі әсерінен күйінің өзгеруін магнетиктің магниттелінуі деп атайды. Магниттенудің әртүрлі механизмдері бар. Осыған байланысты магнетиктер диа-, пара-, ферро- және ферримагнетиктер болып бөлінеді. Антиферромагнетиктер магнетиктер тобына жатады (өзін қоршаған кеңістікте магнит өрісін туғызбаса да) . Магнит өрісінің әсерінен көлемнің барлық элементтері магнит моментіне ие болады: $C:\Users\admin\Desktop\image1160.gif$ мұндағы $C:\Users\admin\Desktop\image1162.gif$ -контурға тірелген беттің ауданы. Магнит моментінің бағыты бетке (контурға тірелген) түсірілген оң нормальдың бағытымен дэл.

Диамагнетиктерде магнит өрісіне енгізгенде молекулалар индукцияланған магнит моментіне ие болып қосымша өрістің көзі пайда болады. Парамагнетиктерде магнит моменттерінің бағдарларына басты (преимущественные) бағыт түзіледі. Бұл жағдайда көлем ішіндегі молекулалардың магнит моменттерінің қосындысына тең магнит моментіне ие болып, магнит өрісінің көздеріне айналады - магнетик магниттелінеді. Ферромагнетик пен ферромагнетиктердің магниттелінуі электрондардың магнит моментінің болуында.

Диа- және парамагниттер

Магнит өрісінің әсерінен магниттік моментке ие болатын (магниттелсе) кез-келген зат магнетик деп есептелінеді.

$C:\Users\admin\Desktop\image2652.gif$

Орбита бойымен қозғалыстағы электронға, тұйық ток сияқты, магнит өрісінде айналмалы күш моменті әсер етеді. Нәтижесінде электрон қосымша бірқалыпты айналысқа келеді де, $C:\Users\admin\Desktop\image375.gif$ векторы $C:\Users\admin\Desktop\image2241.gif$ индукция векторының айналасында бұрыштық жылдамдықпен W айналып конус сызады. Мұндай қозғалыс прецессия деп аталады.

Лармор теоремасы: магнит өрісінің электрон орбитасына әсерін осы орбитаға W бұрыштық жылдамдықтағы прецессиясымен түсіндіруге болады. Электрондық орбиталардың прецессиялық қозғалысы дөңгелек микротокқа эквивалентті. Микроток сыртқы магнит өрісі арқылы индукцияланғандықтан, Ленц ережесіне сәйкес, атомда сыртқы өріске қарама-қарсы бағытталған магниттік момент пайда болады.

Атомдардың магнит өрістерінің келтірілген құраушылары қосылып, сыртқы магнит өрісін әлсірететіндей заттың меншікті магнит өрісін туғызады. Бұл эффект диамагниттік эффект деп, ал сыртқы магнит өрісінде өріс бағытына қарама-қарсы магниттелетін заттар диамагнетиктер деп аталады (мысалы, Ag, Au, Cu…) .

Диамагниттік эффект заттағы атомдардың электрондарына сыртқы магнит өрісінің әсеріне негізделгендіктен, диамагнетизм барлық заттарға тән.

$C:\Users\admin\Desktop\image2661.gif$

Диамагниттік заттармен қатар сыртқы магнит өрісінде өріс бағытымен бағыттас магниттелетін парамагнетик заттар да бар (мысалы, сирек кездесетін металдар, Pt, Al…) .

Парамагниттік заттарда сыртқы магнит өрісі жоқ кезде электрондардың магниттік моменттері бірін-бірі теңгермейді және парамагнетиктердің молекулалары әрқашанда магниттік моменті бар (ондай молекулалар полярлы деп аталады) .

Молекулалардың жылулық қозғалы-сының салдарынан олардың магниттік моментінің бағыты ретсіз болады, сондықтан магнит өрісі жоқ кезде парамагнетиктерде магниттік қасиет байқалмайды. Парамагнетикті сыртқы магнит өрісіне ендірген кезде көбінесе атомдардың (молекулалардың) магниттік моменттері өріс бойынша бағдарланады (толық бағдарлануына атомдардың жылулық қозғалысы кедергі жасайды) .

Сонымен, парамагнетик бағыты сыртқы өріс бағытымен бірдей болатын және сыртқы өрісті күшейтетін меншікті магнит өрісін тудыра отырып, магниттеледі. Бұл эффект парамагниттік деп аталады. Егер атомдардың (молекулалардың) магниттік моменті өте үлкен болса, онда заттың парамагниттік қасиеті диамагниттік қасиетінен басым түседі де, зат парамагнетик болады.

Біртекті емес магнит өрісінде пара- және диамагнетиктер әртүрлі қасиет көрсетеді.

Біртекті емес магнит өрісіндегі тогы бар шағын орамды қарастырайық. Орамның жеке бөлігіне әсер ететін

$C:\Users\admin\Desktop\image2663.gif$ үші токқа және магнит өрісіне перпендикуляр. Орамға параллель $C:\Users\admin\Desktop\image2665.gif$ құраушысы орамды созушы (немесе сығушы) күш тудырады. Орам жазықтығына перпендикуляр $C:\Users\admin\Desktop\image2667.gif$ құраушысы бір-бірімен қосыла отырып, орамды магнит өрісінде тасымалдауға тырысатын, қандай да бір $C:\Users\admin\Desktop\image190.gif$ күшін тудырады. Егер токтың $C:\Users\admin\Desktop\image2629.gif$ магнит моменті мен магнит индукциясы $C:\Users\admin\Desktop\image2241.gif$ векторы бағыттас болса, онда орам өрістің күштірек жағына қарай созылады.