Магнітні властивості речовини

Будь-яка речовина в світі має певні магнітні властивості. Вимірюються вони магнітною проникністю. У цій статті ми розглянемо магнітні властивості речовини.

Гіпотеза Ампера

Магнітна проникність показує в скільки разів менше або більше індукція магнітного поля в даному середовищі індукції магнітного поля у вакуумі.

Намагніченим називається те речовина, яка створює власне магнітне поле. Намагніченість виникає, якщо речовину помістити в зовнішнє магнітне поле.

Французький вчений Ампер встановив причину, наслідком якої є володіння тілами магнітних властивостей. У гіпотезі Ампера йдеться про те, що всередині речовини є мікроскопічні електричні струми (електрон має власний магнітний момент, має квантову природу, орбітальний рух в атомах електронів). Саме ними і визначаються магнітні властивості речовини. Якщо струми мають невпорядковані напрямки, то магнітні поля, які вони породжують, компенсують один одного. Тіло виявляється не намагнічене. Зовнішнє магнітне поле упорядковує ці струми. Внаслідок цього в речовині виникає власне магнітне поле. Це і є намагніченість речовини.

Саме по реакції речовин на зовнішнє магнітне поле і по впорядкованості їх внутрішньої структури, визначають магнітні властивості речовини. Відповідно до цих параметрами їх ділять на такі групи:

• Парамагнетики
• Діамагнетик
• Ферромагнетики
• Антиферомагнетики

Діамагнетик і парамагнетики

• Речовини, які мають негативну магнітну сприйнятливість, не залежну від напруженості магнітного поля, називаються Діамагнетик. Давайте розберемося, які магнітні властивості речовини, називаються негативною магнітною сприйнятливістю. Це коли до тіла підноситься магніт, і воно при цьому відштовхується, а не притягується. До діамагнетиків відносяться наприклад, інертні гази, водень, фосфор, цинк, золото, азот, кремній, вісмут, мідь, срібло. Тобто це речовини, які знаходяться в надпровідного стану або мають ковалентні зв'язки.
• Парамагнетики. У цих речовин магнітна сприйнятливість теж не залежить від того, яка напруженість поля існує. Вона при цьому позитивна. Тобто при зближенні парамагнетика з постійно діючим магнітом, виникає сила притягання. До них можна віднести алюміній, платину, кисень, марганець, залізо.

Ферромагнетики

Речовини, у яких висока позитивна магнітна сприйнятливість, називаються феромагнетиками. У цих речовин, на відміну від діамагнетиків і парамагнетиків, магнітна сприйнятливість залежить від температури і напруженості магнітного поля, причому в значній мірі. До них відносяться кристали нікелю і кобальту.

Антиферомагнетики і феримагнетики

• Речовини, у яких під час нагрівання відбувається фазовий перехід даної речовини, що супроводжується появою парамагнітних властивостей, називаються антиферромагнетиками. Якщо температура стає, нижче якоїсь певної, ці властивості у речовини спостерігатися не будуть. Прикладами цих речовин будуть марганець і хром.
• Феримагнетики характеризуються присутністю в них некомпенсованого антиферомагнетизму. Їх магнітна сприйнятливість теж залежить від температур і напруженості магнітного поля. Але відмінності у них все ж, є. До цих речовин можна віднести різні оксиди.

Всі перераховані вище магнетики можна ще розділити на 2 категорії:

• Магнітотверді матеріали. Це матеріали з високим значенням коерцитивної сили. Для їх перемагнічування необхідно створити потужне магнітне поле. Ці матеріали застосовуються у виготовленні постійних магнітів.
• Магнитомягкие матеріали, навпаки, мають маленьку коерцитивної силу. При слабких магнітних полях вони здатні увійти в насичення. На перемагнічування у них малі втрати. Через це ці матеріали застосовуються для виготовлення сердечників для електричних машин, які працюють на змінному струмі. Це, наприклад, трансформатор струму і напруги, або генератор, або асинхронний двигун.

Ми розглянули всі основні магнітні властивості речовини і розібралися, які види магнетиков існують.