Магнитное поле – силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на конденсированные тела, обладающие магнитным моментом. Термин «магнитное поле» введен Фарадеем.
Магнитное поле в веществе характеризуется двумя векторными величинами: магнитной индукцией и напряженностью магнитного поля. Магнитная индукция В – среднее результирующее магнитное поле в веществе (единица измерения – тесла, Тл).
Напряженность магнитного поля Н – силовая характеристика магнитного поля, определяет вклад внешних источников поля в магнитную индукцию образца [А/м]. Вектор Н(r, t) является функцией радиус-вектора r наблюдаемой точки и времени t. В вакууме В = μ0Н, где μ0 = 4π*10-7 Г/м – магнитная постоянная.
Источниками магнитных полей являются электрические токи, переменные электрические поля и магнитные моменты. Магнитный момент – векторная величина, характеризующая вещество как источник магнитного поля. Магнитный момент создают протекающие в структуре вещества замкнутые электрические токи и упорядоченно ориентированные магнитные моменты его атомных частиц. У последних различают орбитальные магнитные моменты (например, у электронов в атомах) и спиновые, связанные со спином частицы. Магнитный момент конденсированного тела определяется векторной суммой магнитных моментов частиц, из которых оно состоит. Единица магнитного момента – магнетон. Квант магнитного момента равен магнетону Бора μВ = 9,27*10-24 Дж/Тл (назван по имени создателя современной физики Н. Бора).
Магнитный поток – поток вектора магнитной индукции, проходящий через поверхность площадью S:
где Bn – проекция вектора В на нормаль к малой площадке dS, в пределах которой В = const. Единица магнитного потока – вебер, 1 Вб = 1 Тл*м2.
|
Намагниченность – характеристика магнитного состояния вещества [А/м], средняя плотность его магнитного момента или магнитный момент единицы объема образца:
где M – магнитный момент, V – объем. Индукция B связана с напряженностью магнитного поля и намагниченностью соотношением
:
Магнитодвижущая сила (намагничивающая сила) – характеристика способности источников магнитного поля создавать магнитные потоки.
Магнитное насыщение (намагниченность насыщения) – достижение максимального возможного для данного вещества значения намагниченности J∞, не изменяющегося при дальнейшем росте намагничивающего поля. В состоянии насыщения все имеющиеся в веществе элементарные магнитные моменты ориентированы вдоль Н.
Магнитная восприимчивость – безразмерная величина, характеризующая связь между намагниченностью (магнитным моментом) вещества и напряженностью магнитного поля в нем. В магнитостатических полях, напряженность которых со временем не изменяется по величине и направлению, восприимчивость æ = J/Н, безразмерная величина.
Магнитная проницаемость μ характеризует реакцию вещества на воздействие внешнего магнитного поля и связана с магнитной восприимчивостью: μ = 1 + æ. Для однородной изотропной среды магнитная проницаемость связывает векторы магнитной индукции и напряженности магнитного поля соотношением:
Магнитотепловые явления – изменение теплового состояния конденсированных тел (внутренней энергии, температуры) при изменении их магнитного состояния (намагничивании и перемагничивании). Магнитокалорический эффект – изменение температуры образца под действием магнитного поля. Как правило, в условиях теплоизоляции намагничивание приводит к увеличению температуры вещества, а размагничивание – к ее снижению.
|
Магнитный резонанс – избирательное поглощение веществом электромагнитных волн определенной частоты вследствие изменения ориентации магнитных моментов частиц вещества.
Магнитная цепь – совокупность источников магнитного потока и конденсированных тел, через которые он замыкается. Магнитное сопротивление (магниторезистивный эффект) – характеристика магнитной цепи, отношение магнитодвижущей силы в цепи к созданному в ней магнитному потоку [А/Вб].
Магнитопровод – элемент магнитной цепи, предназначенный для локализации потока магнитной индукции и изготовленный из материала с высокой магнитной проницаемостью.