Сделай конспект 6 параграфа
§ 6. Магнитные свойства вещества
Краткий ответ
Все вещества в магнитном поле в той или иной степени намагничиваются. Магнитные свойства вещества объясняются движением электронов, которое можно представить как действие маленьких электрических токов. Особенно сильными магнитными свойствами обладают ферромагнетики: железо, никель, кобальт и некоторые сплавы. Они состоят из доменов, при упорядочении которых вещество становится магнитом.
1. Намагничивание вещества
- Магнитное поле создаётся электрическими токами и постоянными магнитами.
- Намагничивание — это изменение магнитного состояния вещества под действием внешнего магнитного поля.
- При помещении вещества в магнитное поле изменяются магнитная индукция и направление линий магнитного поля.
Гипотеза Ампера
Согласно гипотезе Ампера, внутри атомов и молекул существуют элементарные круговые токи. Они возникают из-за движения электронов.
- Если элементарные токи направлены хаотично, их магнитные поля взаимно компенсируются.
- Если токи ориентированы одинаково, их магнитные поля складываются, и вещество намагничивается.
Суммарное действие элементарных токов можно представить как ток, идущий по внешней поверхности вещества.
2. Магнитные свойства электрона
Магнитное поле электрона связано с:
- его движением вокруг ядра;
- собственным вращательным моментом — спином.
Поэтому атомы и молекулы могут обладать собственными магнитными моментами.
3. Ферромагнетики и домены
Ферромагнетики — вещества, которые способны создавать очень сильные магнитные поля.
Примеры:
- железо;
- никель;
- кобальт;
- некоторые сплавы и ферриты.
В ферромагнетиках существуют небольшие области — домены. Внутри каждого домена магнитные моменты атомов ориентированы одинаково. Размер домена может быть около \(0{,}5\) мм.
- В ненамагниченном веществе домены направлены беспорядочно, поэтому общее магнитное поле почти равно нулю.
- Во внешнем магнитном поле домены ориентируются вдоль линий магнитной индукции.
- Магнитные поля доменов складываются, и ферромагнетик становится сильным магнитом.
Индукция магнитного поля ферромагнетика может быть в тысячи и даже миллионы раз больше индукции внешнего поля.
После выключения внешнего поля часть доменов сохраняет ориентацию. Поэтому ферромагнетик может остаться намагниченным и стать постоянным магнитом.
4. Диамагнетики и парамагнетики
| Вид вещества | Поведение в магнитном поле |
|---|---|
| Диамагнетики | Ослабляют внешнее магнитное поле |
| Парамагнетики | Немного усиливают внешнее магнитное поле |
| Ферромагнетики | Усиливают поле очень сильно |
- У диамагнетиков магнитные поля электронов без внешнего поля компенсированы. При включении поля возникает магнитное поле, направленное противоположно внешнему.
- У парамагнетиков компенсация неполная. Их атомы можно рассматривать как маленькие постоянные магниты, которые частично поворачиваются по направлению внешнего поля.
5. Температура Кюри
Точка Кюри — температура, выше которой ферромагнетик теряет свои ферромагнитные свойства.
Примеры:
- железо — около \(753^\circ\text{C}\);
- никель — около \(365^\circ\text{C}\);
- кобальт — около \(1000^\circ\text{C}\).
При нагревании тепловое движение разрушает упорядоченность доменов.
6. Применение ферромагнетиков
Ферромагнитные материалы используют:
- в сердечниках катушек;
- трансформаторах;
- генераторах;
- электродвигателях;
- измерительных приборах;
- громкоговорителях;
- телефонах;
- магнитных компасах;
- постоянных магнитах.
Железный сердечник усиливает магнитное поле катушки, не требуя увеличения силы тока, поэтому позволяет экономить электроэнергию.
Ферриты
Ферриты — ферромагнитные материалы, которые почти не проводят электрический ток. Они состоят из оксидов железа и оксидов других веществ. Пример природного феррита — магнитный железняк, или магнетит.
7. Магнитная запись информации
Для записи информации используют ферромагнитный слой:
- на магнитных лентах;
- дисках;
- барабанах;
- тонких магнитных плёнках.
При записи звука электромагнитная головка создаёт магнитное поле, изменяющееся вместе со звуковыми колебаниями. Разные участки ленты намагничиваются по-разному.
При воспроизведении происходит обратный процесс:
\[ \text{магнитная запись} \rightarrow \text{электрический сигнал} \rightarrow \text{усилитель} \rightarrow \text{громкоговоритель}. \]
В компьютерах информация хранится в виде различной намагниченности маленьких участков магнитного покрытия диска. Магнитная головка записывает и считывает эти участки.
Главный принцип параграфа
\[ \text{движение электронов} \rightarrow \text{элементарные токи} \rightarrow \text{магнитные моменты} \rightarrow \text{ориентация доменов} \rightarrow \text{магнитные свойства вещества}. \]
Вывод: сила магнитных свойств вещества зависит от того, насколько согласованно направлены магнитные моменты его атомов и доменов.
Обсуждение
5 сообщенийГде конспект
Сократи
Сократи
§ 6. Магнитные свойства вещества
- Движение электронов создаёт магнитные свойства вещества.
- Диамагнетики ослабляют магнитное поле, парамагнетики немного усиливают, ферромагнетики усиливают его очень сильно.
- Ферромагнетики состоят из доменов. В магнитном поле домены выстраиваются, и вещество намагничивается.
- После снятия поля ферромагнетик может сохранить намагниченность.
- При температуре выше точки Кюри ферромагнитные свойства исчезают.
- Ферромагнетики используют в магнитах, электродвигателях, трансформаторах и для магнитной записи информации.
§ 6. Магнитные свойства вещества
- Магнитные свойства веществ связаны с движением электронов.
- Диамагнетики ослабляют магнитное поле, парамагнетики немного усиливают, ферромагнетики усиливают его очень сильно.
- К ферромагнетикам относятся железо, никель и кобальт.
- Ферромагнетики состоят из доменов. В магнитном поле домены выстраиваются, и вещество намагничивается.
- При нагревании выше точки Кюри ферромагнитные свойства исчезают.
- Ферромагнетики применяют в магнитах, трансформаторах, электродвигателях, генераторах и устройствах для магнитной записи.
