Магнетики. Намагниченность. Гипотеза Ампера.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ

Магнетики. Намагниченность. Гипотеза Ампера.

При помещении во внешнее магнитное поле с индукцией любого тела его состояние изменяется, оно приобретает магнитный момент. Об этом говорят, что тело намагничивается. Намагничивание в той или иной степени наблюдается при любом составе тела. Поэтому говорят, что все вещества являютсямагнетиками.

Намагниченное вещество создает свое собственное магнитное поле. Обозначим его индукцию . Под будем понимать усредненное поле, создаваемое молекулами вещества. Истинное, микроскопическое поле может очень сильно изменяться в пределах межатомных расстояний, а также во времени при тепловом движении молекул. Эти изменения мы учитывать не будем, ограничиваясь макроскопическим рассмотрением.

Поле созданное веществом , накладывается на внешнее , и индукция результирующего поля оказывается их векторной суммой:

Для объяснения намагнивания веществ Ампер предложил считать, что в молекулах веществ циркулируют незатухающие круговые молекулярные токи. Каждый из таких токов создает собственный магнитный момент. Тепловое движение обусловливает хаотическое распределение в пространстве молекулярных магнитных моментов, и в отсутствие внешнего поля вещество не намагничено. Внешнее поле создает преимущественную ориентацию магнитных моментов молекулярных токов, т.е. намагничивает вещество.

В основных чертах Амперу удалось угадать природу намагниченности для большого класса веществ, и его гипотеза вошла в историю физики.

Для количественной характеристики степени намагниченности вещества используется векторная величина, называемая намагниченностью. Ее определение формально аналогично определению вектора поляризованности диэлектрика: векторная сумма молекулярных магнитных моментов в физически бесконечно малом объеме , отнесенная к величине этого объема:

(19.2)

Фактически намагниченность равна магнитному моменту единицы объема магнетика.