Билет 29. Теория диа- и парамагнетизма. Магнитная восприимчивость вещества и ее зависимость от температуры, ее связь с магнитной проницаемостью

Всякое вещество является магнетиком, т.е. оно способно под действием магнитного поля приобретать магнитный момент. Для понимания механизма этого явления необходимо рассмотреть действие магнитного поля на движущиеся в атоме электроны.

Предположим, что электрон в атоме движется по круговой орбите. Если орбита электрона ориентирована относительно вектора В произвольным образом, составляя с ним угол ,

то можно доказать, что она приходит в такое движение вокруг В, при котором вектор магнитного момента р, сохраняя постоянным угол, вращается вокруг вктора В с некоторй угловой скоростью. Такое движение в механике называется прецессией.

Таким образом, электронные орбиты атома, под действием внешнего магнитного поля совершают прецессионное движение, которое эквивалентно круговому току. Так как этот микроток индуцирован внешним магнитным полем, то, согласно правилу Ленца, у атома появляется составляющая сагнитного поля, направленная противоположно внешнему полю. Наведенные составляющие магнитных полей атомов складываются и образуют собственное магнитное поле вещества, ослабляющее внешнее магнитное поле. Эффект получил название диамагнитного эффекта, а вещества, намагничивающиеся во внешнем магнитном поле против направления поля, называются диамагнетиками.

Парамагнитные вещества- вещества, намагничивающиеся во внешнем магнитном поле по направлению поля.

У парамагнитных веществ при отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты электронов не компенсируют друг друга, и атомы парамагнетиков всегда обладают магнитны моментом. Однако вследствие теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированы беспорядочно, поэтому парамагнитные вещества магнитными свойствами не обладают. При внесении парамагнетика во внешнее во внешнее магнитное поле усиливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов по полю. Таким образом, парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его. Этот эффект называется парамагнитным.

Магнитная индукция , где I`-сила молекулярного тока, l – длина цилиндра.

Намагниченность магнетика   =>

Подставив эти выражения в формулу , получим

В несильных полях намагниченность прямо пропорциональна напряженности поля, вызывающего намагничение , где  - безразмерная велечина, называемая магнитной восприимчивостью вещества. Для диамагнетиков она «-», для пара «+»

Из полученных формул записать , откуда

Безразмерная величина  представляет собой магнитную проницаемость вещества

Из этого всего следует, что