Типы магнетиков (диа-, пара-, ферромагнетики) и объяснение их поведения в МП.

Магнетики — материалы, вступающие во взаимодействие с магнитным полем, выражающееся в его изменении, а также в других физических явлениях — изменение физических размеров, температуры, проводимости, возникновению электрического потенциала и т. д. В этом смысле к магнетикам относятся практически все вещества (поскольку ни у какого из них магнитная восприимчивость не равна нулю точно), большинство из них относится к классам диамагнетиков(имеющие небольшую отрицательную магнитную восприимчивость — и несколько ослабляющие магнитное поле) илипарамагнетиков (имеющие небольшую положительную магнитную восприимчивость — и несколько усиливающие магнитное поле); более редко встречаются ферромагнетики (имеющие большую положительную магнитную восприимчивость — и намного усиливающие магнитное поле).

Что же пpоисходит, когда магнетик попадает во внешнее магнитное поле? Внешнее поле воздействует на магнитные моменты доменов, и магнетик стpемится занять новое состояние pавновесия, в котоpом он в целом оказывается намагниченным. Пpоцесс этот по меpе возpастания внешнего поля может быть pазбит на тpи стадии. На пеpвой и втоpой стадиях наблюдается pост тех доменов, магнитные моменты котоpых оpиентиpованы по полю (pис. 3.32), pазмеpы же доменов с моментами, напpавленными пpотив поля, уменьшаются. Пеpвая стадия (очень малые внешние поля) отличается от втоpой тем, что она обpатима: пpи снятии внешнего поля домены восстанавливают свои пpежние pазмеpы. На тpетьей стадии наблюдается новый пpоцесс: магнитные моменты доменов повоpачиваются в напpавлении поля (pис.3.32). Пpи дальнейшем увеличении индукции внешнего поля пpоисходит упоpядочивание магнитных моментов отдельных ионов (пpоцесс насыщения, " паpапpоцесс" ).

 

 

Циркуляция и ротор электрического поля. Вихревое электрическое поле.

Теорема о циркуляции магнитного поля — Уравнение, представляющее собой содержание теоремы в этом обобщенном виде, входит в число уравнений Максвелла.Теорема гласит^[1]:

Циркуляция магнитного поля постоянных токов по всякому замкнутому контуру пропорциональна сумме сил токов, пронизывающих контур циркуляции.

Математическая формулировка

В математической формулировке для магнитостатики теорема имеет^[2]следующий вид^[1][3]:

Здесь — вектор магнитной индукции, — плотность тока; интегрирование слева производится по произвольному замкнутому контуру, справа — по произвольной поверхности, натянутой на этот контур. Данная форма носит название интегральной, поскольку в явном виде содержит интегрирование. Теорема может быть также представлена в дифференциальной форме^[4]:

Эквивалентность интегральной и дифференциальной форм следует из теоремы Стокса^[5].

Тогда теорема о циркуляции запишется в форме^[6]

где под (в отличие от в формуле выше) имеются в виду т. н. свободные токи, в которых ток намагничения исключен (что бывает удобно практически, поскольку - это обычно уже в сущности макроскопические токи, которые не связаны с намагничением вещества и которые в принципе нетрудно непосредственно измерить)^[7].

[править]Практическое значение

Магнитное поле прямолинейного проводника с током.

Ротор

— векторная характеристика вихревой составляющей векторного поля. Это вектор с координатами:

,

где i, j и k — единичные орты для осей x, y и z соответственно.

Для удобства запоминания можно условно представлять ротор как векторное произведение:

 

Дж. Максвелл создал в рамках классической физики теорию электромагнитного поля. В основе теории Дж. Максвелла лежат два положения. 1. Всякое перемещенное электрическое поле порождает вихревое магнитное поле. Переменное электрическое поле было названо Максвеллом, так как оно, подобно обычному току, вызывает магнитное поле. Вихревое магнитное поле порождается как токами проводимости Iпр (движущимися электрическими зарядами), так и токами смещения (перемещенным электрическим полем Е). Первое уравнение Максвелла 2. Всякое перемещенное магнитное поле порождает вихревое электрическое (основной закон электромагнитной индукции). Второе уравнение Максвелла: Оно связывает скорость изменения магнитного потока сквозь любую поверхность и циркуляцию вектора напряженности электрического поля, возникающего при этом. Циркуляция берется по контуру, на который опирается поверхность. Из положений теории Максвелла следует, что возникновение какого-либо поля (электрического или магнитного) в некоторой точке пространства влечет за собой целую цепь взаимных превращений: переменное электрическое поле порождает магнитное, изменение магнитного поля порождает электрическое. Взаимное образование электрических и магнитных полей приводит к электромагнитному полю – распространению единого электромагнитного поля в пространстве. Скорость распространения электромагнитных волн равна скорости света. Это послужило основанием для создания Максвеллом электромагнитной теории света. Данная теория стала очень важным этапом в дальнейшем развиии медицинской физики.

 

Ток смещения.

 

27!

Электромагнитное поле

особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами. Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрического поля Е и магнитной индукцией В, которые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряженные частицы.

 

Диф. Форма:

 

 

 

 

Интеграл форма:

,

,

 

,

 

,

 

28!

Период колеба́ ний — наименьший промежуток времени, за который осциллятор совершает одно полное колебание (то есть возвращается в то же состояние^[1], в котором он находился в первоначальный момент, выбранный произвольно).

 

Амплиту́ да — максимальное значение смещения или изменения переменной величины от среднего значения при колебательном или волновом движении. Неотрицательная скалярнаявеличина, размерность которой совпадает с размерностью определяемой физической величины.

Частота колебаний

число полных колебаний в единицу времени. Для гармонических колебаний Ч. к. f = 1/T, где Т — период колебаний. Единица Ч. к. — одно колебание в секунду, или Герц. Часто пользуются величиной ω = 2π f, которая называется циклической или круговой частотой.

 

Углова́ я частота́ (синонимы: радиальная частота, циклическая частота, круговая частота) — скалярная физическая величина, мера частоты вращательного или колебательного движения. В случае вращательного движения, угловая частота равна модулю вектора угловой скорости. В системах СИ и СГС угловая частота выражается в радианах в секунду, её размерность обратна размерности времени (радианы безразмерны). Угловая частота является производной по времени от фазы колебания:

 

Фа́ за колеба́ ний — физическая величина, используемая по преимуществу для описания гармонических или близких к гармоническим^[1][2]колебаний, меняющаяся со временем (чаще всего равномерно растущая со временем), при заданной амплитуде (для затухающих колебаний - при заданной начальной амплитуде и коэффициенте затухания) определяющая состояние колебательной системы в (любой) данный момент времени.^[3] Равно применяется для описания волн, главным образом - монохроматических или близких к монохроматичности.

 

Ма́ ятник — система, подвешенная в поле тяжести и совершающая механические колебания. Колебания совершаются под действием силы тяжести, силы упругости и силы трения. Во многих случаях трением можно пренебречь, а от сил упругости (либо сил тяжести) абстрагироваться, заменив их связями.

 

математический маятник — механическая система, состоящая из материальной точки, подвешенной на невесомойнерастяжимой нити или на невесомом стержне в поле тяжести.

 

Физический маятник — твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либосил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр масс этого тела.

 

Пружинный маятник — это груз, подвешенный на пружине и способный колебаться вдоль вертикальной оси.

 

Формула Томсона:

 

29!

Собственными называются колебания системы – осциллятора - под действием лишь внутренних сил без внешних воздействий.

 

 

Перейти на сайт с картинкой

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: