Химия радиоматериалов. Зачетная работа. Чем обусловлены магнитные свойства материалов

Чем обусловлены магнитные свойства материалов?

Всем известно, что в природе есть материалы, обладающие устойчивым магнитным полем, их называют магнитами. У каждого материала имеются характеризующие их магнитные свойства. По этим характеристикам все тела делятся на ферромагнетики, диамагнетики и парамагнетики.
Простейшим и самым маленьким магнитом можно считать электрон. Магнитные свойства всех остальных магнитов обусловлены магнитными моментами электронов внутри них. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном – фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля).
Любое вещество, будучи помещенным в магнитное поле, приобретает некоторый магнитный момент М. Магнитный момент единицы объема вещества называют намагниченностью JM:
.
Намагниченность связана с напряженностью магнитного поля соотношением
,
где kM – безразмерная величина, характеризующая способность данного вещества намагничиваться в магнитном поле и называемая магнитной восприимчивостью. Магнитная восприимчивость численно равна намагниченности при единичной напряженности поля.
Намагниченное тело, находящееся во внешнем поле, создает собственное магнитное поле, которое в изотропных материалах направлено параллельно или антипараллельно внешнему полю. Поэтому суммарная магнитная индукция в веществе определяется алгебраической суммой индукции внешнего и собственного полей:
,
где μ0 = 4π•10–7 Гн/м – магнитная постоянная.
Отсюда следует ,
где μ = 1 + kM – относительная магнитная проницаемость, показывающая во сколько раз магнитная индукция В поля в данной среде больше, чем магнитная индукция В0 в вакууме.
Первопричиной магнитных свойств вещества являются внутренние скрытые формы движения электрических зарядов, представляющие собой элементарные круговые токи, обладающие магнитными моментами. Такими токами являются электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах. Магнитные моменты протонов и нейтронов приблизительно в тысячу раз меньше магнитного момента электрона. Поэтому магнитные свойства атома определяются целиком электронами, а магнитным моментом ядра можно пренебречь.

Работа сдана в СибГУТИ в декабре 2015г. Оценка - зачет. Зачтена без замечаний. Преподаватель - Фадеева Наталья Евгеньевна