М.И. Каганов, В.М. Цукерник - Природа магнетизма

22.33 К (2 УДК 538 РГДДКЦНОННЛЯ КОЛЛБГНЯ: Академик И. К. Кикоин (председатель), академяк А. и. Кол-: могоров (ааместнтель председателя), доктор фнз.-мат. наук " Л. Г. Асламазов (ученый секретарь), член-корреспондент ЛН СССР А, А.Абрикосов, академик Б. К. Вайян!тейп, васлуженньгй учи- '- тель РСФСР Б. В. Воз!!внженский, академик ~ В.

М. Глугпков ~, академик П. Л. Капицв, профессор С. П. Капица, академик Ку. А. Осипьян, член-корреспондент ЛПН РСФСР В, Г. Рл- аумовский, академик Р. 3. Сагдеев, кандидат кнм. наук М. Л. Смолянскяй, профессор Я. Л. Смородииский, академик С. Л. Соболев, члеп-корреспондент ЛН СССР Д. К. Фаддеев„ член корреспондент АН СССР И. С.

Шкловский. Каганов )т1. И., Цукериик В. )71, К12 Природа магнетизма. — Мл Наука. Главная РЕДаКЦИЯ 4)7ИЗИКО-МатЕМБТИ»1ЕСКО1! ЛатЕРатУРЫ, 1932, — 1920. (Внблиотечка с<Квгзнтр. Вып. 16)— ЗО кои. Хотя магниты к бычн открыты гге *арс пнввлязююе, поннмакне природы магнетвама прншло талька после создвння «вентаеой мекавнкв. Б кинге понятным дая учепнков стар!них классов языком объяснено, почему встречаются тела « раалкчкымк магннтныма саойствамк, что такое фарра- к ангнферромзгяетакв. за счет какнх снл патентные моменты атомов выотраяваю!сн в апре!геле'н. ном парялке Опас!нм способы азуесняя магннткых струна ур. для ыкатьвнков, преподавателей студентов. 4704040000-048 ББК 22.33 К КБ-9-39 — 82 гмоасей Исаакович Каса!гав, Виктор Моисеевич Цулеугьак П РИ РОДА МАГ ИЕТИЗМА !Серна: Бнблкотсчкз «Казну.»1 Рекантор и.

Г. Вирко. 'Гехквчесннй редактор С. Я. Пткляр. Корроктор а. В. Сидоренко. НБ 119Н Сдана в набор 08.0881. Падпясако к печагн 10088» Т-0089Д Формат 8!Х1087»г. БУмагз тнп, М 8. ЛнтеРв»ТРааа гаРннтУРк. Б!»сокав печать. условв. веч. л. 10,08. уч.-кал, л. 9,8К Тнралг 180090 зкз. Заказ 7 ° 780, Цена 80 коп. издательство визу»гам Гленна 1юлзкпня фнзюко-чатсматнчсской лнг ратуры.

117071, Москва, П-71, Лекннскнй проспект. 18. Набрано к смзтрнпнрована в арлена О!мябг»ьсггай Рееалюэы, ардена Грудовога Красного Знамени Леяннградском вронзаодственьо-тех»!г!чесанем объьлнненнн П!ечзтны!й двор» амена й М. Горького Союяоалнграфлроме г.р!» Государств яном «амвтеы ССС1' по дел м нздзтельств. г~олнгрзрФан н кн1акной торгаалк. 1971%, леннвград. Гнм, чкаловский ар„м. О гнечзтано е Леннкградсной тапогра4ны уа 8 го юзном предпрнятан арлена Трудазога Краскыа Знамени Лснннградскогг объедакепня еТелннчжная книга кч.

Багенкн Соколовой Союзполнгрзфарома пра Государственном комн ~ете СССР па делам нада !сльств. полнгрзфвк м кг!»Овнов тор! онлн. 18Ю»У. г. Леван»рад, Л.аг, Нзмайлонгхнй проспект. Х9. К 1704040000 — 048, СО 11»дате»сытое Наутгз»„ 0,3(772~ „2 — КБ.9 39--82 ' Главная ре!ге1»пкн фажко.

мате )апмескай па»тра уры, 1088 ВРЕДЕНИЕ. О ЧЕМ ЗТА КНИГА» Глаза с» 3, 1. ЗЛЕМЕНТЛРНЫЕ МАГИ( 171»1 Злектрияеекке к магнитные двполк Гвромагкитное отиошеяве Су щестзуеот лк злемеятзркые пстоккя ки магпктяого полку Гипотеза Ампера 1(емкого о кваятовой ькхз»шке Соотпошепкя кеопределепяостсй. Магтяпы — полям (28). Стаппокзриые сосгояпяя (28), Епге раз об атоме водорода (81). Мо»шит колвяспгза двюхепкя, Простраястпевное ьаавтопакяе Магкпткьп( момект в магккгком поле Спкк и собстьеявый ь»агяптвый мочепт злсктрояа 17-фактор С роение атгмов Првяпип запрета Паулы (88) Обвеивая зверски 2. ПЛРЛМЛГНЕТИЗМ И Д1.1АМАГНГТИЗМ Магтмггвая зосправмчявость Мзгккткое логе выстраввает мзгквтяые момекты Отрипатсльвые абсолютпые температуры (78), Злектроикь й парамагкпткыя резояаяс (77).

Дпамагяепам Магкстпзм — хязятопое яалшйш (84). А(стеллы. Парамагпетвзм Паули Ферм» - к б азы (87). Металлы. Дпамзгяепшм Па.шау Сверхпроводьпкк — вдеальяые акаев яствии З.ФЕРРОМАГНЕТИЗМ Атомяые мы кит»шв упорядо апй»ют сами себя Ферромагиеткзм — результат действия обмеигых Феррамагшгткые металлы (111). Переход свара — фсрро» вЂ” огпя кт фазозь»х перехгшок 2 го рода Куда папраалеп магвятвый момскт фей ромагкотвка» Зверп;я мамштяой акязот; гшш 148 181 Глава 4 1. 4 2. 172 178 183 .4 б. 4 б. й 7. ф 8.

10. Домены Техническая кривая наыагвичивання Спиновые волны Спнповые комплексы (144). Спяновые волны как волны неоднородной пренессни Газ магнооов Бозе-газ (182). Квантовый осивллятор (1бб), Намагниченность н теплоемкость ферромагнеыгка при низких температурах Фоноиы (161). 4. ДН714ФБРРОМКГНБтИЗМ Антиферромагвнтное упорядочение й(агнгпвое поле изл~еняет структуру антиферромаг- нетнка Спиновые волны — магноны в автиферромагнетнке Как аувидеть» отдельный ыагнону Ферромагнитный резонанс (185).

Ферроакустнческяй резонанс (189), Неупругое рассеяние (190), ВВЕДЕНИЕ. О ЧЕМ ЭТА КНглГА? Название книги довольно точно обозначает ее тему. Мы постараемся рассказать о природе магнетизма. Существует большой раздел физики — физика электромагнитных явлений. К началу ХХ века казалось, что трудами Фарадея и Максвелла она завершена. Завершена в том смысле, что поняты основные законы, которые управляют электромагнитными полями, т. е.

написаны соответствующие уравнения, а задача будущих поколений — иекль все более вычурные решения этих уравнений. Постепенно стало ясно: ни о какой завершенности не может идти речь. Теория электромагнитных явлений, как и механяка, претерпела существенное развитие благодаря прпвнесению в них квантовых идей; Теперь мы осторожнее в своих суждениях о за,вершенности того или другого раздела физики.

Всякая достаточно развившаяся наука формулирует не только основные принципы, на которых она строится, но и границы применимости этих принципов. Квантовую механику а) и теорию электромагнетизма, которые лежат в основе понимания строения н свойств окружающей нас природы, можно применять к исследованию огромной совокупности явлений, если не углубляться в субатомные структуры.

Сомневаться в надежности известных нам законов физики при этом нет оснований: мы находимся в границах их применимости. Основное понятие физики электромагнитных явлений — электромагнитное поле. Постоянное, не зависящее от времени электромагнитное поле распадается иа два поля: электрическое и магнитное. Они очень непохожи. И все же, зависящее от времени электромагнит') Мм рекол~ендуел1 читателем ьннгу Л.

С. К о м н а н е я н а емто такое каантоаан механнкат» — Мо Наука, щ77. Она может скупать прекрасным ааеденнем к амрнроде магнетизмах, о ное поле есть единство электра«1еского и маышзного полей. В злектромаппггной волне энергия сосредоточена', то в эдектрн шоком поле, то в мапитном, как при ко-', леошпш маятника, энергия которо~о персраспределяется. между потенпиальпой и кинетической.

Электромагнитное поле дост1пио органам чувств человека только в том случае, если электрическое и магнитное поля колеблются с огромной частотой. Если частота колебаний электромагнитного поля лсжпт в интервале от 4 10" до 7,5 10ы Гц, то зтп колебания мы воспрш«индем . ьаь свет. На шкале частот видимое электромагнитное поле: занимяс.т незтзачительный участок. 1-1О навоз»южно себе представ1ггь, что было бы, если бы этого участка не су-; ществовало, ведь ббльшую Гл часть сведения об окр ужаюл и щем мире мы полу аеас с, помощью зрения. «Лучше один раз увидеть, чем сто и раз услышать», — правота .

этОЙ на1зоднон иудростп р ~ с и р мОжет быть подк1зеп чена ств ~о ая па зз я О в топке А траекторе~, о — скорость теоРип ит«ФОРмаипп. вастипьь тт — ыатиитвое поле. Статические поля 1п электрическое, и мапппвое) вовсе не ощущаются человеком — 1 нет о для это~о нет органа. 1(ажется, перелетные птицы чувствуют магнитное поле, но даже если это так, мы ие имеем возьюжности представить себе, что они ощущают. Е1о, конечно, отсутствие у человека органа, воспринимавшего электрическое н магнитное поля, не лишает нас возможности выяснить, есть ли в данной точке пространства поле пчп нет. 11 не только обнаружить поле, но и измерить его.

Обнаружить и измерить электрическое н магнитное поля нам помогают приборы. Кесмотря на огромное разнообразие используемых приборов, большинство ') из ппх ОснОвапо на след)юпием Физическом Факте: е.слн в д«анной точке пространства электрическое поле отли««- по от нуля и равно Е, то на заряд величины ст действует сила Р'„о равная г«Е; если ке отлично от нуля магнит- 1 Мы иаписали «болыивистао», а ие «ме», так как есзь петель измерения масиитпих полек, осяоиаивые иа взаи»»олене«вии ,итп««тлело поля с атоыпыип и субатоыиыыи магннтиыч»«ыоиеисвии " 1си, паже), а ие с вар»лапа, б П.,е поле Лг, то иа двнжУщийсЯ со СКОРостыо а ЗВРЯд 51 ,, йствует сила Р„р2авная - (ОХХ), где à — скорость я !Вета и вакууме, равная 3.)0!а см с (рис. )).

Како!!С!;, Гели и зтсктр!5ческг2е, и маГ- пип1ое поля оба не равны ПКЛЮ, ТО СИЛВ, дейетвуЮщая '" "' -",-«-К«-"~Н~~5~ЕД В па заряд гг„есть --О,Е+- (т«,Гт') . (!) Рие. ГЬ баловне ливии алек37з спла носит назван!!с 25255 «ескогп поля вежду пн- ! 5 5 и ! «55 г«5555 я И й . кладками плоского кп155!е!5- ()1 1!И!,! Е, ГГ, а, Т5 ПВПС- сати!«а. натаны жирным шрпфтом. Это сзиа !аегт, чтг2 Великаны, которые 15мн обозпаиеги,1, суть некто(иг. ) (Одче)зкн!512 сще раз: эле1(трпкескос и к1ЗГиитное ПО- ля - - Векто))ы. Такова их 15рирОда,,ато было понято и жщло в основу описания злектромапп1тного пголя, запсргппвщись формулпровкой знамегщтых ураьнсний а5аксвелла.

Уравнения зтн столь Г знамениты, а точ!5се, столь Важны, «1тО сОздап1ге пх спрау' - ', ' ведлнво сяптается важпейпщм исторнчесгон! событием. 25 5,«' Создать и зз!ект)п!Яеское, .-' / Им«згнитное поле престо. Заектри'Веское поле заполняет --Г-- ."--.'' Прг«страпство между обкладками заряженного конденсатора (рис. 2), а магщгтиое округ гяи.«плииеа!кто грпипд«пжа Е ТОКОМ А Мапиг«иаав ТГЯ1СГ Тек (Ра!С' гклпвк«е ли п«в иапапажеиы (5зобра25!Зго«т Виеторпью ПЕ ПЛПСКО«571Ь ПОЛЯ С ПОМ01НЫО СИЛОВЫХ ЛИ" пий, плотпость которых тем больще, ясм болыпе великипа поля, а нз1!равлещге сов~адле! с направлением вектора (рнс.