Виды магнетиков

По степени намагниченности выделяют следующие основные виды магнетиков: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.

Диамагнетиками называются вещества, магнитные моменты атомов (молекул), которые в отсутствие внешнего магнитного поля равны нулю, так как магнитные моменты всех электронов атома (молекулы) взаимно скомпенсированы. При помещении диамагнетика в магнитное поле (при включении магнитного поля) атомы приобретают наведенные (индуцированные) магнитные моменты, ориентированные против направления внешнего магнитного поля. Величина индуцированного магнитного момента пропорциональна индукции магнитного поля. Магнитная восприимчивость диамагнетиков отрицательна и много меньше 1 (c < 0, c = 10 ^-5¼ 10 ^-6).

Парамагнетиками называются вещества, атомы (молекулы) которых в отсутствие внешнего магнитного поля имеют отличный от нуля магнитный момент . При помещении парамагнетика в магнитное поле, последнее оказывает ориентирующее действие на магнитные моменты атомов и молекул и вещество намагничивается. В слабых магнитных полях намагниченность пропорциональна индукции, а в сильных полях наблюдается явление насыщения: J ® J_МАКС. Тепловое движение атомов нарушает упорядоченную ориентацию магнитных моментов, поэтому с ростом температуры парамагнетика его намагниченность уменьшается. Магнитная восприимчивость парамагнетиков положительна (c > 0, c =10 ^-3¼ 10 ^-5).

Ферромагнетиками называются твёрдые вещества (как правило, находящиеся в кристаллическом состоянии), обладающие при не слишком высоких температурах самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью. Весь ферромагнетик разбит на пространственные области (домены), в пределах которых магнитные моменты всех атомов домена в результате особого (обменного) взаимодействия устанавливаются параллельно, т.е. в пределах каждого домена ферромагнетик намагничен до насыщения.

Основные магнитные свойства ферромагнетиков

1.
Нелинейная зависимость намагниченности J от напряжённости H магнитного поля. При Н > H_S наблюдается магнитное насыщение (рис. 2.14).

2. При H < H_S зависимость магнитной индукции В от напряжённости Н нелинейная, а при H > H _S она становится линейной (рис. 2.15).

3. Зависимость относительной магнитной проницаемости m от напряжённости Н имеет сложный характер (рис. 2.16), причём максимальные значения m очень велики, m _макс ~ (10³ -10⁶).

4. Существование магнитного гистерезиса – различия в значениях намагниченности J ферромагнетика при одном и том же значении Н напряжённости намагничивающего поля в зависимости от значения предварительной намагниченности ферромагнетика (рис. 2.17).

5. У каждого ферромагнитного вещества есть критическая температура Т_К, называемая точкой Кюри, выше которой это вещество теряет свои особые магнитные свойства и ведёт себя как обычный парамагнетик.