--> Òðè êëàññà ìàãíèòíûõ âåùåñòâ. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ýëåêòðîäèíàìèêà. Ôèçèêà 10-11 êë. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 5. Ýëåêòðîìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ

 


§ 6.2. Òðè êëàññà ìàãíèòíûõ âåùåñòâ

Ñóùåñòâóåò òðè îñíîâíûõ êëàññà âåùåñòâ ñ ðåçêî ðàçëè÷àþùèìèñÿ ìàãíèòíûìè ñâîéñòâàìè: ôåððîìàãíåòèêè, ïàðàìàãíåòèêè è äèàìàãíåòèêè.

Ïðè âíåñåíèè â ìàãíèòíîå ïîëå îáðàçöà ìîëåêóëÿðíûå òîêè â ÷àñòèöàõ âåùåñòâà îðèåíòèðóþòñÿ îïðåäåëåííûì îáðàçîì. Òåëî îêàçûâàåòñÿ íàìàãíè÷åííûì, ò. å. îíî ñîçäàåò ñîáñòâåííîå ìàãíèòíîå ïîëå. Ïðè ýòîì âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå äåéñòâóåò íà òåëî ñ îïðåäåëåííîé ñèëîé. Ýòà ñèëà ÿâëÿåòñÿ ðåçóëüòèðóþùåé âñåõ ýëåìåíòàðíûõ ñèë, äåéñòâóþùèõ íà îòäåëüíûå òîêè.

Ïî çíà÷åíèþ ýòîé ñèëû ìîæíî îïðåäåëèòü ìàãíèòíóþ ïðîíèöàåìîñòü μ. Òàêîãî ðîäà îïûòû ïîçâîëÿþò èçìåðèòü μ áîëåå òî÷íî, ÷åì îïèñàííûå â ïðåäûäóùåì ïàðàãðàôå. Ïðè ýòîì äîñòàòî÷íî ðàñïîëàãàòü îáðàçöîì íåáîëüøèõ ðàçìåðîâ. Îäíàêî çàâèñèìîñòü ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè îò ñèëû, äåéñòâóþùåé íà îáðàçåö, âåñüìà ñëîæíà, è ìû íå áóäåì åå ðàññìàòðèâàòü ïîäðîáíî.

Äëÿ íàñ âàæíî, ÷òî òàêèå îïûòû ïîçâîëÿþò óáåäèòüñÿ â ñóùåñòâîâàíèè òðåõ êëàññîâ âåùåñòâ ñ ðåçêî ðàçëè÷àþùèìèñÿ ìàãíèòíûìè ñâîéñòâàìè.

Æåëåçíûé ïðåäìåò, íàïðèìåð ñòåðæåíü, êàê èçâåñòíî, âòÿãèâàåòñÿ â ìàãíèòíîå ïîëå, ò. å. ïåðåìåùàåòñÿ â îáëàñòü, ãäå ìàãíèòíàÿ èíäóêöèÿ áîëüøå. Ñîîòâåòñòâåííî îí ïðèòÿãèâàåòñÿ ê ìàãíèòó èëè ýëåêòðîìàãíèòó. Ýòî ïðîèñõîäèò ïîòîìó, ÷òî ýëåìåíòàðíûå òîêè â æåëåçå îðèåíòèðóþòñÿ òàê, ÷òî íàïðàâëåíèå ìàãíèòíîé èíäóêöèè èõ ïîëÿ ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì èíäóêöèè íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ.  ðåçóëüòàòå æåëåçíûé ñòåðæåíü ïðåâðàùàåòñÿ â ìàãíèò, áëèæàéøèé ïîëþñ êîòîðîãî ïðîòèâîïîëîæåí ïîëþñó ýëåêòðîìàãíèòà. Ïðîòèâîïîëîæíûå æå ïîëþñà ìàãíèòîâ ïðèòÿãèâàþòñÿ (ðèñ. 6.2). Äðóãèìè ñëîâàìè, ýëåìåíòàðíûå òîêè â æåëåçíîì ñòåðæíå íàïðàâëåíû â òó æå ñòîðîíó, ÷òî è òîê â îáìîòêå ýëåêòðîìàãíèòà. Îäèíàêîâî íàïðàâëåííûå òîêè, êàê èçâåñòíî, ïðèòÿãèâàþòñÿ.

Ïðîòèâîïîëîæíûå æå ïîëþñà ìàãíèòîâ ïðèòÿãèâàþòñÿ

Ôåððîìàãíåòèêè

Âåùåñòâà, ó êîòîðûõ, ïîäîáíî æåëåçó, μ >> 1, íàçûâàþòñÿ ôåððîìàãíåòèêàìè. Êðîìå æåëåçà, ôåððîìàãíåòèêàìè ÿâëÿþòñÿ êîáàëüò è íèêåëü, à òàêæå ðÿä ðåäêîçåìåëüíûõ ýëåìåíòîâ è ìíîãèå ñïëàâû. Âàæíåéøåå ñâîéñòâî ôåððîìàãíåòèêîâ — ñóùåñòâîâàíèå ó íèõ îñòàòî÷íîãî ìàãíåòèçìà. Ôåððîìàãíèòíîå âåùåñòâî ìîæåò íàõîäèòüñÿ â íàìàãíè÷åííîì ñîñòîÿíèè è áåç âíåøíåãî íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ. Ïðè íàãðåâàíèè äî äîñòàòî÷íî âûñîêîé òåìïåðàòóðû ôåððîìàãíèòíûå ñâîéñòâà ó òåë èñ÷åçàþò.

×èñëî ôåððîìàãíåòèêîâ â ïðèðîäå ñðàâíèòåëüíî íåâåëèêî. Ó áîëüøèíñòâà òåë ìàãíèòíûå ñâîéñòâà âûðàæåíû ñëàáî. Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü ó íèõ ïî÷òè òàêàÿ æå, êàê ó âàêóóìà: μ ≈ 1. Ýòè âåùåñòâà ñî ñëàáî âûðàæåííûìè ñâîéñòâàìè â ñâîþ î÷åðåäü äåëÿòñÿ íà äâà êëàññà.

Ïàðàìàãíåòèêè

Ñóùåñòâóþò âåùåñòâà, êîòîðûå âåäóò ñåáÿ ïîäîáíî æåëåçó, ò. å. âòÿãèâàþòñÿ â ìàãíèòíîå ïîëå. Ýòè âåùåñòâà íàçûâàþòñÿ ïàðàìàãíèòíûìè. Ê èõ ÷èñëó îòíîñÿòñÿ íåêîòîðûå ìåòàëëû (àëþìèíèé, íàòðèé, êàëèé, ìàðãàíåö, ïëàòèíà è äð.), êèñëîðîä è ìíîãèå äðóãèå ýëåìåíòû, à òàêæå ðàçëè÷íûå ðàñòâîðû ýëåêòðîëèòîâ.

Òàê êàê ïàðàìàãíåòèêè âòÿãèâàþòñÿ â ïîëå, òî ëèíèè èíäóêöèè ñîçäàâàåìîãî èìè ñîáñòâåííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ è íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ íàïðàâëåíû îäèíàêîâî, ïîýòîìó ïîëå óñèëèâàåòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, ó íèõ μ > 1. Íî îò åäèíèöû ð îòëè÷àåòñÿ êðàéíå íåçíà÷èòåëüíî, âñåãî íà âåëè÷èíó ïîðÿäêà 10-5...10-6. Ïîýòîìó äëÿ íàáëþäåíèÿ ïàðàìàãíèòíûõ ÿâëåíèé òðåáóþòñÿ ìîùíûå ìàãíèòíûå ïîëÿ.

Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü ïàðàìàãíåòèêîâ, êàê ïîêàçûâàåò îïûò, çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû è óìåíüøàåòñÿ ïðè åå óâåëè÷åíèè. Ïðè íå î÷åíü ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ μ íå çàâèñèò îò çíà÷åíèÿ èíäóêöèè íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ. Îäíàêî â äîñòàòî÷íî ñèëüíûõ ïîëÿõ òàêàÿ çàâèñèìîñòü îáíàðóæèâàåòñÿ.

Áåç íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ ïàðàìàãíåòèêè íå ñîçäàþò ñîáñòâåííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Ïîñòîÿííûõ ïàðàìàãíåòèêîâ íå áûâàåò.

Äèàìàãíåòèêè

Îñîáûé êëàññ âåùåñòâ ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé äèàìàãíåòèêè, îòêðûòûå Ôàðàäååì. Îíè âûòàëêèâàþòñÿ èç ìàãíèòíîãî ïîëÿ. Åñëè ïîäâåñèòü äèàìàãíèòíûé ñòåðæåíåê âîçëå ïîëþñà ñèëüíîãî ýëåêòðîìàãíèòà, òî îí áóäåò îòòàëêèâàòüñÿ îò íåãî. Ñëåäîâàòåëüíî, ëèíèè èíäóêöèè ñîçäàííîãî èì ïîëÿ íàïðàâëåíû ïðîòèâîïîëîæíî ëèíèÿì èíäóêöèè íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ, ò. å. ïîëå îñëàáëÿåòñÿ (ðèñ. 6.3). Ñîîòâåòñòâåííî ó äèàìàãíåòèêîâ μ < 1, ïðè÷åì îòëè÷àåòñÿ îò åäèíèöû íà âåëè÷èíó ïîðÿäêà 10-6. Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà ó äèàìàãíåòèêîâ âûðàæåíû ñëàáåå, ÷åì ó ïàðàìàãíåòèêîâ.

Äèàìàãíåòèêè

Äèàìàãíèòíûì ÿâëÿåòñÿ ïëàìÿ,

Ê äèàìàãíåòèêàì îòíîñÿòñÿ âèñìóò, ìåäü, ñåðà, ðòóòü, õëîð, èíåðòíûå ãàçû è ïðàêòè÷åñêè âñå îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ. Äèàìàãíèòíûì ÿâëÿåòñÿ ïëàìÿ, íàïðèìåð ïëàìÿ ñâå÷è (ãëàâíûì îáðàçîì çà ñ÷åò óãëåêèñëîãî ãàçà). Ïîýòîìó ïëàìÿ âûòàëêèâàåòñÿ èç ìàãíèòíîãî ïîëÿ (ðèñ. 6.4).

Äëÿ âñåõ äèàìàãíèòíûõ âåùåñòâ ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü ïðàêòè÷åñêè íå çàâèñèò îò èíäóêöèè íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ. Íå çàâèñèò îíà, â îòëè÷èå îò ïàðàìàãíåòèêîâ, è îò òåìïåðàòóðû. Ïðè âûíåñåíèè äèàìàãíåòèêà èç âíåøíåãî íàìàãíè÷èâàþùåãî ïîëÿ îí ïîëíîñòüþ ðàçìàãíè÷èâàåòñÿ è ìàãíèòíîãî ïîëÿ íå ñîçäàåò.

 ñîñòàâ òåëà ÷åëîâåêà è ìíîãèõ æèâîòíûõ âõîäÿò ðàçëè÷íûå âåùåñòâà, êàê äèà-, òàê è ïàðàìàãíèòíûå. Ôåððîìàãíèòíûå âåùåñòâà ïî÷òè ïîëíîñòüþ îòñóòñòâóþò. Èç-çà ýòîãî ïîñòîÿííîå ìàãíèòíîå ïîëå çàìåòíûì îáðàçîì íå âëèÿåò íà æèçíåäåÿòåëüíîñòü îðãàíèçìîâ. Äàæå ìàãíèòíîå ïîëå ñ èíäóêöèåé â íåñêîëüêî òåñëà íå èçìåíÿåò ïðîòåêàíèå áèîõèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ â æèâîé êëåòêå. Ïîìåùàòü æå æèâîé îðãàíèçì â ýëåêòðè÷åñêîå ïîëå áîëüøîé íàïðÿæåííîñòè íåáåçîïàñíî.

Âñå âåùåñòâà, ïîìåùåííûå â ìàãíèòíîå ïîëå, ñîçäàþò ñîáñòâåííîå ìàãíèòíîå ïîëå. Íî òîëüêî ôåððîìàãíåòèêè îáëàäàþò îñòàòî÷íûì ìàãíåòèçìîì.

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->