НАМАГНИЧЕННОСТЬ

Намагниченность вещества оценивается по магнитному моменту которым обладает единица объема вещества; это суммарный магнитный момент всех молекул, атомов и электронов, имеющихся в этом объеме. Вектор связан с напряженностью или индукцией В собственного магнитного поля внутри вещества. Для нахождения этой связи воспользуемся несколько неточными, но простыми рассуждениями, приводящими, однако, к правильному результату. Допустим, что намагниченность вещества обусловлена упорядоченным расположением электронных орбит в атомах относительно направления внешнего поля. Выделим внутри вещества цилиндрический объем с основанием равным площади орбиты, и длиной охватывающий большое число орбит (витков). Этот цилиндр эквивалентен длинному соленоиду, поэтому среднюю напряженность магнитного поля внутри цилиндра можно рассчитать по формуле

где число орбит в единице объема вещества, а магнитный момент одной орбиты. Таким образом,

Вектор называется вектором намагничения или намагниченностью вещества.

Вектор магнитной индукции собственного магнитного поля вещества В, согласно формуле равен с другой стороны, поэтому вектор намагничения можно представить в зависимости от напряженности внешнего намагничивающего поля:

Следовательно, если вещество находится во внешнем магнитном поле то внутри него индукция поля будет равна

Из этого уравнения можно определить или по измеренным значениям В.

Иногда намагниченность и магнйтную восприимчивость определяют для единицы массы вещества; обозначим их Очевидно, где плотность вещества.

Заметим, что в формулах (3.82) и (3.85) вовсе не предполагается постоянство магнитной восприимчивости; у некоторых сред она оказывается сложной функцией от (или Я). В этом случае связь между собственным магнитным полем вещества В и внешним намагничивающим полем по-прежнему запишется в виде формулы (3.82), но эта связь уже не будет линейной. Кроме того, а следовательно, и могут иметь различные значения в различных направлениях (например, в кристалле); среда будет неизотропной и векторы могут иметь различные направления. Нелинейность и неизотропность намагничивающихся тел требует более детального исследования их магнитных свойств. Если для данного тела (вещества) при всевозможных значениях в любом месте и направлении являются постоянными величинами, то тело (вещество) называется линейным, однородным и изотропным.

Важным для научных и технических применений являются ферромагнитные вещества, которые относятся к парамагнитным, но имеют очень большие значения магнитной восприимчивости и проницаемости. К ним относятся железо никель кобальт и различные магнитные сплавы, которые могут и не содержать железо; например, сплав из 61,5% меди, 23,5% марганца и 15% алюминия имеет Таким образом, у ферромагнитных веществ значение вектора собственного магнитного поля во много раз превосходит значение вектора внешнего намагничивающего поля, тогда как у диамагнитных и парамагнитных веществ собственное магнитное поле значительно слабее внешнего поля.