Магнітні властивості речовин. Діа-, пара- і феромагнетики

Опрацюй опорний конспект з теми.

Записуємо головне: відносна магнітна проникність середовища, діамагнетики, парамагнетики, феромагнетики та їх властивості.

Опорний конспект

Будь-яка речовина, поміщена в магнітне поле, намагнічується, тобто створює власне магнітне поле.

Існують речовини:

• Діамагнетики (послаблюють магнітне поле);

• Парамагнетики та феромагнетики (посилюють магнітне поле).

Слабомагнітні речовини — це речовини, які створюють слабке магнітне поле, індукція якого набагато менша за індукцію зовнішнього магнітного поля (поля, яке спричинило намагнічування).

До таких речовин належать діамагнетики та парамагнетики.

Діамагнетики — це речовини, які створюють слабке магнітне поле, напрямлене протилежно зовнішньому.

(Червоні лінії — лінії магнітного поля, створеного зразком; сині лінії — магнітні лінії зовнішнього поля)

Діамагнетики незначно послаблюють зовнішнє магнітне поле та виштовхуються з нього.

До діамагнетиків належать інертні гази (гелій, неон тощо), багато металів (наприклад, золото, мідь, ртуть, срібло), молекулярний азот, вода та ін. Тіло людини є діамагнетиком, адже воно на 60 % складається з води.

Парамагнетики — це речовини, які створюють слабке магнітне поле, напрямлене в бік зовнішнього.

Зелені лінії — лінії результуючого магнітного поля.

Парамагнетики незначно посилюють зовнішнє магнітне поле та втягуються в нього.

До парамагнетиків належать кисень, платина, алюміній, лужні та лужноземельні метали.
Якщо слабомагнітні речовини вийняти з магнітного поля, то їхня намагніченість відразу зникне.

Феромагнетики — це сильномагнітні речовини, які створюють сильне магнітне поле, напрямлене в бік зовнішнього.

Феромагнетики залишаються намагніченими й у разі відсутності зовнішнього магнітного поля, посилюють зовнішнє магнітне поле в сотні й тисячі разів і втягуються в нього.

Феромагнітні матеріали умовно поділяють на два типи.

Жорсткомагнітні матеріали — це матеріали, які після припинення дії зовнішнього магнітного поля залишаються намагніченими довгий час. Їх застосовують для виготовлення постійних магнітів.
М’якомагнітні матеріали — це матеріали, які легко намагнічуються і швидко розмагнічуються. Застосовують їх для виготовлення осердь електромагнітів, двигунів, трансформаторів, тобто пристроїв, які під час роботи постійно перемагнічуються.

Температура Кюрі — це температура, за якої феромагнетик втрачає намагніченість.

А. Ампер спостерігаючи дію на магнітну стрілку провідника зі струмом і з’ясувавши, що котушки зі струмом поводяться як постійні магніти, висунув гіпотезу щодо пояснення магнітних властивостей речовин.

Гіпотеза Ампера:
Всередині речовини існує величезна кількість незгасаючих малих колових струмів.

Механізм намагнічування тіл відповідно до гіпотези Ампера:
а — колові струми орієнтовані безладно, тіло не є намагніченим;
б — колові струми орієнтовані в певному напрямку, тіло намагнічене.

За гіпотезою Ампера, усередині молекул та атомів циркулюють елементарні електричні струми. На сьогодні ми добре знаємо, що ці струми утворюються внаслідок руху електронів в атомах, тобто кожен атом має магнітні властивості. Якщо атоми всередині тіла орієнтовані хаотично внаслідок теплового руху, то дії внутрішньоатомних струмів взаємно компенсуються і магнітних властивостей тіло не виявляє (рис. а). У намагніченому стані елементарні струми в тілі орієнтовані так, що їхні дії додаються (рис. б).

Гіпотеза Ампера пояснює, чому магнітна стрілка й рамка зі струмом у магнітному полі поводяться однаково. Стрілку (постійний магніт) можна розглядати як велику складну сукупність маленьких рамок зі струмом, зорієнтованих однаково.
Сучасна теорія магнетизму ґрунтується на законах квантової механіки і теорії відносності А. Ейнштейна.

Переглянь уважно навчальне відео

https://www.youtube.com/watch?v=NTynWvHZnjA

https://www.youtube.com/watch?v=wfN0X9HO070

Перевірте свої знання!

• Що таке магнітне поле?

• Як називається величина, що характеризує силу магнітного поля?

• Чим відрізняється однорідне магнітне поле від неоднорідного?

• Як зображують лінії магнітної індукції, направлені до нас і від нас?

• Яке практичне застосування знань про магнітне поле ви можете придумати?

Виконай тестові завдання для самоконтролю

https://docs.google.com/forms/d/1OnkFrOgjImDWJzsPgwXFZNOwxPOjldp71is_7X43Ui0/edit

Домашнє завдання

• Підготувати презентацію чи есе на тему: "Застосування магнітних властивостей речовин у повсякденному житті".