М.И. Каганов, В.М. Цукерник - Природа магнетизма (1119321), страница 13
Текст из файла (страница 13)
к«гана«, В и. цхк«рнн« Каивдывв злемент Объема тела ведет себя как квагивггик, а Я1агпитный моменв' всеГО тела есть вс15торная сумма магпитпых моментов всех элементов объема. Мерой намаыивяевпвостп тела слуяавт плотность ВФ магн1втпов.о момента. Размерность ВФ определяется из того факта, Рис, 17, ЖЯ1'Ватаье салоааве лЯВЯЯ ввеввераввввгеввелавивсвв, Гела авеявду Вал1асаяи аыпвята Вясстя тела, иго вФР, где )' — объем тела, есть магнитный момент дт.
Легко убедиться„что размервюсть плотности магнит- БОГО момгявта ВФ совпадает с разаверибстыо ыаГнптнОГО ПОЛ51 ) )ав'в'1 -.~Н) =-г"а)см "Я.с Г)тли пгая От нуля камавпияенность ав)55 появляется ТОЛЬКО ГЮд ВовдсйетВИЕМ М15Г5ИГПЮГО ПОЛЯ, Прняс 1 и ИЕ слигпком сильных полях линейно растет с полем: ааа =- ХР. )'2.
1) Во Всяком слуяае так обстовл дело прп высоких теми с)в агу) в ах . Бсзразяверввый авиоак15тсл1 т носит назваввнс лваг15ипвноввз авгв5151Я1влвчиавввсввви. ))арамагнетввки — -зто яеивестиа, у которых т„. а О, диаавагвветиков хке т -'О. "Еретьего нс. дано: веи5еств, у которых у =--- О, в природе ивгв "). Как ввравило, ') Иадиаи. 1Л Иеаеляте Раввиагввить ввв' я ВВаааа. ') Гвара- я двваввавввевввая итатвал Фагаяетв, гаРамагнитпап воспРинмчпвость Хп,„, значительно больше по величине диамагнитной у„„т. е. Хп>п> м~~' ! Хлн> !» хотя есп» очень важныс исключения (с»м.
далее З 6). й»)ггг!.нитная восприимчивость диамагнетиков от темпера« туры практически не зависит, а у парамагнетиков— зависит весьма существенно. Пьер Кюри в 1895 г. установил, что нара,иаенитная восприилпигвоспш или ньигается обратно ггроггорг!не>надь!го телгггерггпггуре е) Т. Эта зависимость хорошо выполняется при достаточно высоких температурах для всех парамагнетиков. Только что приведенное утверждение принято называть законом Кюри **). При понижении температуры отчетливо пабтодается систематическое отклонение от этого закона — особенно при исследовании твердых н жидких парамагнетиков.
Температурную зависимость парамагнитной восприимчивости удобно изображать в виде зависимости 1гХ от Т. Из рис. 18 видно, что для всех приведенных на нем веществ экспериментальные значения 1/Х линейно зависят от температуры (при больших Т)„однако, для одних веществ при экстраполнции экспериментальная прямая пересекает ось абсцисс при положительной температуре Ор, а для других веществ— при отрицательной. Поведение у = Х (Т) можно описать формулой, обобщающей закон Кюри, у = —,; С н Сй — константы; Т",л ! 8„~, !2.2) — Р и носящей название закона Кюри — Вейсса.
Величину Сй 1даже ко~да Ор с 0) называют парамаенигпной точкой Кгоргг. Следует не забывать прилагательное «парамагнитпая». Понятие просто «точка Кюри» имеет другой ') й!ы будем псгюльзоветь ясюолютггую шкалу температур, шкалу Кельвине. Нуль этой шкалы соответствует основному состоянию теле, когда теплового движения настин в нем пет вовсе. Хотя тгемпературя — прггнг«чгюе понятие, истинный физический смыст температуры нелегко усвоить.
Мы рекомендуем читвтелям книгу Уь Л. С и о р о д и и с н о г о «Те»>перетура>, вышедшую в библиотеке»Квант> в !93! г. ") Незввиснмость от тел»перетуры диамагнитной восприимчивости тоже обиеружил Г). Кюри. Ои же непгел, что попы|пение темперяттры может разрушить ферромегиетизм (см, йвльше), смысл, о котором будет рассказано ниже. То, что Е!и может быть мснъпж нуля, никак не противоречит тому :! акту, что отрицательных абсолютных температур быть не может. Если Ся ( О, ато означает только, что у (Т) - С/Т при У ~)~ (Е!р (, в то время как при ()е) О х (Т) ) С/Т.
Константы С и (ие в законе Кюри — Вейсса у раз!ик!х веществ различны. Наша задача — установить, как они связаны с характеристиками атомов и молекул, из которых вещества построены. /вв г//в /; /г Ркс. 18. Зависимость 1/Х от Т аяя варанапнтяков: кривая /в ' о50~', крквая 2 — Кда (80т)а, 81!тО! кривая Л вЂ” Рта (8ОДа 8Н 0; кривая 4 — Ьи Поведение парамагнетнков при температурах, близких парамагнитной температуре К!ори Т =. ( Е!т, К представляет знатштельный интерес и будет нами специально рассмотрено после того, как мы поймем, почему при Т ~» ) 0„( имеет место закон Кюри и почему при Т =- = (Е!е ( наблюдаются отклонения от него. Магнитные свойства ьещества иногда описывают магнитной Восприимчивостью 'т, а иногда а!агн!!талон арона!(аеа!ветлою и = 1+ 4пу.
(2 8) Ясно, что р ларалагнетаков я) 1, у даа.нагнет!!кгтв я 1. Согласно соотношениям (2.1) н (2.3) магнитная про!Исцаемость есть козффициент пропорционалыюсти между вектором ХХ н вектором В, вводимым следующим равен- 68 ством: Ряс. !9. Мап!нтпые сплоаыеанннн не сбрына1отся, пересекая грв ниу л!е!кду вакуумом н средой. То!да, действительно, В =- хгт' и и =- 1 + Флу. Хотя вектор Ь' называют вектором мап!Итнои индукщ!и, а гу — мам!итным полем, истинный смысл В состоит в том, что В (а не ЬВ) есть среднее магнитное пола в среде.
Каждый атом — микроскопический источник магнитного поля, поле в среде изменяется от точки к точке на мсжатомных расстояниях. Кроме того, атомы и злсктроны В иих находятся В пспрерыВном даик!ин. Поэтому микроскопическое (истинное) поле все время юменяется. То значение поля, которое фиксируют макроскопические приборы, с.сть результат усреднения и по Врем! Ии и по нро ду странству микроскопиче- Когда магнитное поле ',У1,"лУЫ~ ,'ы '' .'~ Я пронизывает область, запятую веществом, то отсутствие мап!итных зарядов (см. гл. 1, 1 1) проявляется в том, что магнитные силовые линии не обрыва!Отса: нормальная (к поверхности тела) составляющая вектора В равна нормальной составляющей Вектора гу' вне тела (рис.
19). И все же принято называть магнитным полем вектор Н, а не В. Надев!ася, это несоответствие названия и смысла не приведет к недоразумениям. Пока магнитная проницаемость к не слишком отличается от единицы, различие между Ь' и О вообще не очень сущестьенно. Этот обзорный параграф, нося!ций в основном констатиру!он!ий характера мы закончим определением идеального диамагнетика,для которого у == — 1у4л, а я = (). Равенство нулю магнитной прошщаемостп, а значит и индукции Ь', означает, что в идеальном диамагнетике среднее магнитное поле равно пулю.
Такое тело, если оно существует, должно выталкивать из себя мап!Итные силовые линии. Как мы убедимся далее (у 6) сверки!роаюди ики — идсальн*!с диал!аг ипъки. ф л. й>(агиитиос иол>' вы тоаивает МВГИИТИЫЕ ЫОЫЕИТЫ ( (>ави1'Рг>я диамВГкетики и 1,'ЗиамаГиетики, >и1 л>.>ко Об>ив(>у>киваем, чем 01 и Отлича10тси: иаоаыагиетики состоят из атомов исги молек>'л, имскии1гк >иа>" иитиые мс>>Веет>1, а диама1иетик11 из атом>>я или ми>гс Куи, Ма>ЗИИИЫЕ МОМГИ>ГЫ КСЙО(>ЫК )>ВВИ>о Иуик>, 7ЕИС(И, мы ио>Гааге,и ~>тО иаи>е 1!абак>левис за(>иксийокал> суи>Исти>ии>ое обстояти>1>ктво> Й> лй, Гт>1>иояи>>ос из Г>гио- ЛКЬ (Лк>ЛГ»туЛ), >ЬИСК>И>1>Х яйгмии>ЙЬ>й МГМЙ НЙИ >ВОЛЖмо> б>югие >>с>Й>>л>с>ГЙГУпжг>.и>>, Й Р>слй, Г>>Ил>ГЯЦЙГ Йз Йии лки (ЯОЛСЬ>>Л> С Ийг>га;.Л МГ>Л>ЕИ>ИСЛ>, -- Г:Й>ИКЙСКГ>вьиаЛ> '.
В 1>с(>г>ой главе м>л иод(>Г>б>и> говорили о к>агиити>лк мов>ситт>к от>сельимк Вт>>моя и убедились, что атот>ов, облала10>и>гк От>тичигям От итси> маги>ггиь>к> м>.мс> том, зиачительио бол>лис, >ем атомов с иулегияк> маме>Г>ом. БО больигиистио тгл состоит ие из атомов, а из молекул. (л>ю>ииеиие атомов и молекуль детальио Ги>ис>Икается кваятовои мсхаиикой„иозволикиисй рассчитать (во гсяком случае, в ириищии> ) сил>», лействукяцие меж.:>у субмолекуляри>лмк части>„ами, и выясиить Вт>сктроии>>о структуру >и,ч> чакииикся молекул. ()е имея возмоясиости иодрг>б>1>0 разбираться в сйик вогросак, от:1>тим только, что часто ири соетии>сиии и молекул> ив)к или иесколь;:К Г,ом:оа Ги.,",;;--,:,....- ..: (бу' ", иазыв>.т> такие атос>ь: иа(>яма>и>ггиыми), молекула ока- 1>гд>аг.м я ли>исиио>1 ьии иид>010 меме>да ( 'идмадо» иой) ).
КРоме ироаиализи(>оваииого в $ (б ие(ии>й 1лавы слу Гаи молоку.т>л Н, (из Лвух иарамагиити>ик атомов образуется диама~итиая молекула), ря~смот(»>м с>ие мр >скулу ИГ>ва(>сиво>"' СОГ>и,,>„а~ 1 )ле>сгроииь>с коифи Гу(>Вики и >Ге(>. ы атомов Ха и б) таковы: »а: )у>2ВВ2р"'ЗМ С): й>>УЛ 2(>"'ЪВЗ(>",' 'Ра .. Г( атит иатйия, и ато>л клера — - иа(>амати>пггые атомы. .010 ЯСИГ> ВИС>ИО ИО ИК Т>'.ОМВМ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
