магнитном поле
3. Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле
4. Магнитное поле
в веществе5. Ферромагнетики
900igr.net
Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
Содержание
- 1. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
- 2. Магнитные моменты электронов и атомов Различные
- 3. Магнитные моменты электронов и атомов В отсутствие
- 4. Магнитные моменты электронов и атомов Большинство тел
- 5. Магнитная проницаемостьОтношение
- 6. Магнитные моменты электронов и атомов Эти вещества
- 7. Магнитные моменты электронов и атомов Магнитные свойства
- 8. Магнитные моменты электронов и атомов Электрон, движущийся
- 9. Магнитные моменты электронов и атомов На рисунке показано направление орбитального магнитного момента электрона.
- 10. Магнитные моменты электронов и атомов Электрон, движущийся
- 11. Магнитные моменты электронов и атомов Кроме того,
- 12. Магнитные моменты электронов и атомов Проекция спинового
- 13. Магнитные моменты электронов и атомов где Z
- 14. Атом в магнитном поле При внесении
- 15. Атом в магнитном поле На рисунке показано
- 16. Магнитное поле в веществе При изучении магнитного
- 17. Магнитное поле в веществе Характеризует магнитное поле
- 18. Магнитное поле в веществе Закон полного тока
- 19. Магнитное поле в веществе Алгебраическая сумма сил
- 20. Магнитное поле в веществе Таким образом, закон
- 21. Магнитное поле в веществе где
- 22. Три класса магнитных веществСуществует три основных класса
- 23. Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле Диамагнетизм
- 24. Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле При
- 25. Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле Для
- 26. Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле Парамагнетизм
- 27. Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле В
- 28. Ферромагнетики К ферромагнетикам (ferrum – железо) относятся
- 29. Ферромагнетики Ферромагнитные свойства материалов проявляются только у
- 30. Ферромагнетики Существенным отличием ферромагнетиков от диа- и
- 31. Ферромагнетики Ферромагнетики это вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью,
- 32. Ферромагнетики Основные отличия магнитных свойств ферромагнетиков.1) Нелинейная
- 33. Ферромагнетики 2) При зависимость магнитной индукции
- 34. Ферромагнетики Зависимость относительной магнитной проницаемости от Н
- 35. Ферромагнетики 4) У каждого ферромагнетика имеется такая
- 36. Ферромагнетики 5) Существование магнитного гистерезиса.На рисунке показана
- 37. Ферромагнетики Намагниченность при
- 38. ФерромагнетикиРазличают магнитно-мягкие и магнитно-жёсткие материалы. магнитно-мягкие:Малую коэрцитивную
- 39. Ферромагнетики Для того чтобы постоянными магнитными свойствами
- 40. Ферромагнетики
- 41. Ферромагнетики По мере нарастания магнитного поля весь
- 42. Изготовление постоянных магнитов, сердечников трансформаторов, находят применение
- 43. Ферромагнетики Широкое распространение в радиотехнике, особенно в
- 44. Ферромагнетики В реальном куске железа содержится огромное
- 45. Ферромагнетики Магнитные материалы широко используются в традиционной
- 46. Скачать презентанцию
Магнитные моменты электронов и атомов Различные среды при рассмотрении их магнитных свойств называют магнетиками.Все вещества в той или иной мере взаимодействуют с магнитным полем. У некоторых материалов магнитные свойства сохраняются
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
1. Магнитные моменты электронов и атомов
2. Атом в
магнитном поле
в веществе5. Ферромагнетики
Слайд 2
Магнитные моменты электронов и атомов
Различные среды при рассмотрении их магнитных
свойств называют магнетиками.
Все вещества в той или иной мере взаимодействуют
с магнитным полем.У некоторых материалов магнитные свойства сохраняются и в отсутствие внешнего магнитного поля.
Намагничивание материалов происходит за счет токов, циркулирующих внутри атомов – вращения электронов и движения их в атоме.
Поэтому намагничивание вещества следует описывать при помощи реальных атомных токов, называемых «амперовскими» токами.
Слайд 3Магнитные моменты электронов и атомов
В отсутствие внешнего магнитного поля магнитные
моменты атомов вещества ориентированы обычно беспорядочно, так что создаваемые ими
магнитные поля компенсируют друг друга.При наложении внешнего магнитного поля атомы стремятся сориентироваться своими магнитными моментами по направлению внешнего магнитного поля, и тогда компенсация магнитных моментов нарушается, тело приобретает магнитные свойства – намагничивается.
Слайд 4Магнитные моменты электронов и атомов
Большинство тел намагничивается очень слабо и
величина индукции магнитного поля B в таких веществах мало отличается
от величины индукции магнитного поля в вакууме .Если магнитное поле слабо усиливается в веществе, то такое вещество называется парамагнетиком.
если ослабевает, то это диамагнетик.
Но есть вещества, обладающие сильными магнитными свойствами.
Такие вещества называются ферромагнетиками
Слайд 5Магнитная проницаемость
Отношение
называется магнитной проницаемостью среды.
(В – вектор магнитной индукции в
однородной среде;В0 – вектор магнитной индукции в той же точке пространства в вакууме.)
В однородной среде магнитная индукция равна:
Слайд 6Магнитные моменты электронов и атомов
Эти вещества способны сохранять магнитные свойства
и в отсутствие внешнего магнитного поля, представляя собой постоянные магниты.
Все
тела при внесении их во внешнее магнитное поле намагничиваются в той или иной степени, т.е. создают собственное магнитное поле, которое накладывается на внешнее магнитное поле.
Слайд 7Магнитные моменты электронов и атомов
Магнитные свойства вещества определяются магнитными свойствами
электронов и атомов.
Магнетики состоят из атомов, которые в свою очередь
состоят из положительных ядер и, условно говоря, вращающихся вокруг них электронов.
Слайд 8Магнитные моменты электронов и атомов
Электрон, движущийся по орбите в атоме
эквивалентен замкнутому контуру с орбитальным током
где е – заряд электрона,
ν – частота его вращения по орбите.Орбитальному току соответствует орбитальный магнитный момент электрона.
Где S- площадь орбиты электрона, - единичный вектор нормали к S.
Слайд 9Магнитные моменты электронов и атомов
На рисунке показано направление орбитального магнитного
момента электрона.
Слайд 10Магнитные моменты электронов и атомов
Электрон, движущийся по орбите имеет орбитальный
момент импульса , который имеет противоположное направление по отношению к
и связан с ним соотношениемЗдесь, коэффициент пропорциональности γ называется гиромагнитным отношением орбитальных моментов и равен
где m – масса электрона.
Слайд 11Магнитные моменты электронов и атомов
Кроме того, электрон обладает собственным моментом
импульса , который называется спином электрона
Спину электрона соответствует спиновый магнитный
момент электрона , направленный в противоположную сторону:Величину называют гиромагнитным отношением спиновых моментов
Слайд 12Магнитные моменты электронов и атомов
Проекция спинового магнитного момента электрона на
направление вектора индукции магнитного поля может принимать только одно из
следующих двух значений:где – квантовый магнитный момент электрона – магнетон Бора.
Орбитальным магнитным моментом атома называется геометрическая сумма орбитальных магнитных моментов всех электронов атома
Слайд 13Магнитные моменты электронов и атомов
где Z – число всех электронов
в атоме – порядковый номер элемента в периодической системе Менделеева.
Орбитальным
моментом импульса L атома называется геометрическая сумма моментов импульса всех электронов атома:
Слайд 14Атом в магнитном поле
При внесении атома в магнитное поле с
индукцией на электрон, движущийся
по орбите эквивалентной замкнутому контуру с током, действует момент силИ орбита электрона начинает совершать прецессионное движение
Слайд 15Атом в магнитном поле
На рисунке показано прецессионное движение электрона и
его орбитального магнитного момента, а также дополнительное (прецессионное) движение электрона.
Слайд 16Магнитное поле в веществе
При изучении магнитного поля в веществе различают
два типа токов – макротоки и микротоки.
Макротоками называются токи проводимости
и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел.Микротоками (молекулярными токами) называют токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах.
Магнитное поле в веществе является суперпозицией двух полей: внешнего магнитного поля, создаваемого макротоками и внутреннего или собственного, магнитного поля, создаваемого микротоками.
Слайд 17Магнитное поле в веществе
Характеризует магнитное поле в веществе вектор ,
равный геометрической сумме
магнитных полей:Количественной характеристикой намагниченного состояния вещества служит векторная величина – намагниченность , равная отношению магнитного момента малого объема вещества к величине этого объема:
Слайд 18Магнитное поле в веществе
Закон полного тока для магнитного поля в
вакууме можно обобщить на случай магнитного поля в веществе:
где
и – алгебраическая сумма макро- и микротоков сквозь поверхность, натянутую на замкнутый контур L.Вклад в дают только те молекулярные токи, которые нанизаны на замкнутый контур L.
Слайд 19Магнитное поле в веществе
Алгебраическая сумма сил микротоков связана с циркуляцией
вектора намагниченности соотношением
тогда закон полного тока можно записать в виде
Вектор
называется напряженностью магнитного поля.
Слайд 20Магнитное поле в веществе
Таким образом, закон полного тока для магнитного
поля в веществе утверждает, что циркуляция вектора напряженности магнитного поля
вдоль произвольного замкнутого контура L равна алгебраической сумме макротоков сквозь поверхность натянутую на этот контур:Намагниченность изотропной среды с напряженностью связаны соотношением:
Слайд 21Магнитное поле в веществе
где
– коэффициент пропорциональности, характеризующий магнитные свойства вещества и называемый
магнитной восприимчивостью среды.Он связан с магнитной проницаемостью соотношением :
Слайд 22Три класса магнитных веществ
Существует три основных класса веществ с резко
различающимися магнитными свойствами: ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики.
Слайд 23Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле
Диамагнетизм (от греч. dia –
расхождение и магнетизм) свойство веществ намагничиваться навстречу приложенному магнитному
полю.Диамагнетиками называются вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствии внешнего поля равны нулю, т.к. магнитные моменты всех электронов атома взаимно скомпенсированы (например инертные газы, водород, азот, NaCl и др.).
Слайд 24Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле
При внесении диамагнитного вещества в
магнитное поле его атомы приобретают наведенные магнитные моменты.
В пределах
малого объема ΔV изотропного диамагнетика наведенные магнитные моменты всех атомов одинаковы и направлены противоположно вектору .
Слайд 25Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле
Для всех диамагнетиков
Таким образом, вектор
магнитной индукции собственного магнитного поля,
создаваемого диамагнетиком при его намагничивании во внешнем поле направлен в сторону, противоположную .(В отличии от диэлектрика в электрическом поле).
У диамагнетиков
Слайд 26Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле
Парамагнетизм (от греч. para –
возле, рядом и магнетизм) свойство веществ во внешнем магнитном
поле намагничиваться в направлении этого поля, поэтому внутри парамагнетика к действию внешнего поля прибавляется действие наведенного внутреннего поля.Парамагнетиками называются вещества, атомы которых имеют в отсутствии внешнего магнитного поля, отличный от нуля магнитный момент .
Эти вещества намагничиваются в направлении вектора
Слайд 27Диамагнетики и парамагнетики в магнитном поле
В отсутствии внешнего магнитного поля
намагниченность парамагнетика , так как
векторы разных атомов ориентированы беспорядочно.При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле, происходит преимущественная ориентация собственных магнитных моментов атомов по направлению поля, так что парамагнетик намагничивается.
Значения для парамагнетиков положительны ( ) и находятся в пределах , то есть, примерно как и у диамагнетиков.
Слайд 28Ферромагнетики
К ферромагнетикам (ferrum – железо) относятся вещества, магнитная восприимчивость которых
положительна и достигает значений
.Намагниченность и магнитная индукция ферромагнетиков растут с увеличением напряженности магнитного поля нелинейно, и в полях намагниченность ферромагнетиков достигает предельного значения , а вектор магнитной индукции растет линейно с :
Слайд 29Ферромагнетики
Ферромагнитные свойства материалов проявляются только у веществ в твердом состоянии,
атомы которых обладают постоянным спиновым или орбитальным магнитным моментом, в
частности у атомов с недостроенными внутренними электронными оболочками.Типичными ферромагнетиками являются переходные металлы.
В ферромагнетиках происходит резкое усиление внешних магнитных полей.
Причем для ферромагнетиков сложным образом зависит от величины магнитного поля.
Типичными ферромагнетиками являются Fe, Co, Ni, а также соединения ферромагнитных материалов с неферромагнитными.
Слайд 30Ферромагнетики
Существенным отличием ферромагнетиков от диа- и парамагнетиков является наличие у
ферромагнетиков самопроизвольной (спонтанной) намагниченности в отсутствие внешнего магнитного поля.
Наличие
у ферромагнетиков самопроизвольного магнитного момента в отсутствие внешнего магнитного поля означает, что электронные спины и магнитные моменты атомных носителей магнетизма ориентированы в веществе упорядоченным образом.
Слайд 31Ферромагнетики
Ферромагнетики это вещества, обладающие самопроизвольной намагниченностью, которая сильно изменяется под
влиянием внешних воздействий – магнитного поля, деформации, температуры.
Ферромагнетики, в отличие
от слабо магнитных диа- и парамагнетиков, являются сильно магнитными веществами: внутреннее магнитное поле в них может в сотни раз превосходить внешнее поле.
Слайд 32Ферромагнетики
Основные отличия магнитных свойств ферромагнетиков.
1) Нелинейная зависимость намагниченности от напряженности
магнитного поля Н (рисунок) .
Как видно из рисунка при
наблюдается магнитное насыщение.
Слайд 34Ферромагнетики
Зависимость относительной магнитной проницаемости от Н имеет сложный характер (рисунок),
причем максимальные значения μ очень велики(
).
Слайд 35Ферромагнетики
4) У каждого ферромагнетика имеется такая температура называемая точкой Кюри
( ), выше которой это вещество теряет свои особые
магнитные свойства.Наличие температуры Кюри связано с разрушением при упорядоченного состояния в магнитной подсистеме кристалла – параллельной ориентации магнитных моментов.
Для никеля температура Кюри равна 360 С.
Слайд 36Ферромагнетики
5) Существование магнитного гистерезиса.
На рисунке показана петля гистерезиса – график
зависимости намагниченности вещества от напряженности магнитного поля Н.
Слайд 37Ферромагнетики
Намагниченность при
называется намагниченность насыщения.
Намагниченность при
называется остаточной намагниченностью (что необходимо для создания постоянных магнитов).Напряженность магнитного поля, полностью размагниченного ферромагнетика, называется коэрцитивной силой.
Она характеризует способность ферромагнетика сохранять намагниченное состояние.
Слайд 38Ферромагнетики
Различают магнитно-мягкие и магнитно-жёсткие материалы.
магнитно-мягкие:
Малую коэрцитивную силу имеют магнитомягкие
материалы.
магнитно-жёсткие
Большой коэрцитивной силой (широкой петлей гистерезиса) обладают магнитотвердые материалы.
Магнитные металлы
Слайд 39Ферромагнетики
Для того чтобы постоянными магнитными свойствами – постоянным магнитом стал
большой кусок железа, необходимо его намагнитить, т.е. поместить в сильное
магнитное поле, а затем это поле убрать.Оказывается, что при большой исходный кусок железа разбит на множество очень маленьких ( ), полностью намагниченных областей – доменов.
Векторы намагниченности доменов в отсутствие внешнего магнитного поля ориентированы таким образом, что полный магнитный момент ферромагнитного материала равен нулю.
Слайд 41Ферромагнетики
По мере нарастания магнитного поля весь кристалл превращается в один
большой домен с магнитным моментом, ориентированным по полю (рисунок ).
В
реальном куске железа содержится огромное число мелких кристалликов с различной ориентацией, в каждом из которых имеется несколько доменов.Ферромагнитные материалы играют огромную роль в самых различных областях современной техники.
Слайд 42Изготовление постоянных магнитов, сердечников трансформаторов, находят применение в магнитных плёнках
для записи разнообразной информации: голос, музыка, программы ЭВМ.
Ферромагнетики
Применение
Слайд 43Ферромагнетики
Широкое распространение в радиотехнике, особенно в высокочастотной радиотехнике получили ферриты
– ферромагнитные неметаллические материалы – соединения окиси железа с окислами
других металлов.Ферриты сочетают ферромагнитные и полупроводниковые свойства, именно с этим связано их применение как магнитных материалов в радиоэлектронике и вычислительной технике.
Ферриты обладают высоким значениями намагниченности и температурами Кюри.
Слайд 44Ферромагнетики
В реальном куске железа содержится огромное число мелких кристалликов с
различной ориентацией, в каждом из которых имеется несколько доменов.
Ферромагнитные материалы
играют огромную роль в самых различных областях современной техники. Магнитомягкие материалы используются в электротехнике при изготовлении трансформаторов, электромоторов, генераторов, в слаботочной технике связи и радиотехнике;
магнитожесткие материалы применяют при изготовлении постоянных магнитов.
Слайд 45Ферромагнетики
Магнитные материалы широко используются в традиционной технологии записи информации в
винчестере..
Магнитное вещество 2 нанесено тонким слоем на основу твердого
диска 3. Каждый бит информации представлен группой магнитных доменов (в идеальном случае – одним доменом).
Для перемагничивания домена (изменения направления вектора его намагниченности) используется поле записывающей головки 4 (5 – считывающая головка).
Энергия, необходимая для записи, зависит от объема домена и наличия дополнительных стабилизирующих слоев, препятствующих самопроизвольной потере информации.
При этом используется запись на вертикально ориентированные домены и достигается плотность записи до .
