Магнітні властивості речовини. Гіпотеза Ампера.
Залізні предмети, які розміщуються у магнітне поле намагнічуються, таким чином створюють власне магнітне поле.
Досліди підтверджують, що деякі речовини підсилюють магнітне поле всередині себе, а деякі навпаки послаблюють.
Матеріали, які в зовнішньому магнітному полі намагнічуються, називаються магнетиками.
В – модуль індукції магнітного поля в речовині
В₀ - модуль магнітної індукції зовнішнього магнітного поля у вакуумі
𝛍 – магнітна проникність середовища, коефіцієнт, який характеризує магнітні властивості відповідного середовища.
Речовини
Діамагнетики
Парамагнетики
Феромагнетики
Діамагнетики
Діамагнетики (від грецьк. dia — розбіжність) намагнічуються, створюючи слабке магнітне поле, яке напрямлене протилежно до зовнішнього, послаблюючи його.
До діамагнетиків належить більшість газів, вода, бісмут, цинк, свинець, мідь, срібло, золото, сірка, віск, алмаз, багато органічних сполук.
Парамагнетики
Парамагнетики (від грецьк. para — поряд) намагнічуються, створюючи слабке магнітне поле, напрямлене в бік зовнішнього магнітного поля і незначно підсилюють його.
До парамагнетиків належать кисень, марганець, хром, платина, алюміній, вольфрам, усі лужні й лужноземельні метали.
Намагніченість парамагнетиків залежить від температури, і відносна магнітна проникність їх спадає із збільшенням температури .
Феромагнетики
Феромагнетики (від латин. ferrum — залізо) — речовини
або матеріали, які залишаються намагніченими й у разі відсутності зовнішнього магнітного поля.
Феромагнетики намагнічуються, створюючи сильне магнітне поле, напрямлене в бік зовнішнього магнітного поля.
До феромагнетиків належать залізо, нікель, кобальт, гадоліній та деякі сплави і хімічні сполуки.
Для феромагнетиків характерна властивість, яку називають гістерезисом.
Суть її полягає в тому, що процеси намагнічення і розмагнічення проходять неоднаково.
Феромагнетик, який перебував у магнітному полі, зберігає певне намагнічення навіть у разі відсутності поля. Прикладом цього можуть бути постійні магніти.
Магнітом’які
Магнітожорсткі
Легко намагнічуються і розмагнічуються. використовують для виготовлення антен; осердь, магнітопроводів та інших частин трансформаторів.
Матеріали, які після припинення дії зовнішнього магнітного поля залишаються намагніченими довгий час. Використовують здебільшого для виготовлення постійних магнітів.
У разі досягнення температури Кюрі (див. таблицю) феромагнітні властивості магнітом’яких і магнітожорстких матеріалів зникають — матеріали стають парамагнетиками.
В сучасній радіотехніці великого застосування набули ферити – штучні феромагнітні матеріали, що не проводять електричний струм.
До них належать речовини, що є хімічними сполуками оксиду заліза з оксидами інших металів.
Ферити використовують для виготовлення феритових постійних магнітів, осердь котушок індуктивності та коливальних контурів і трансформаторів, внутрішніх антен малогабаритних приймачів тощо.
Завдяки явищу гістерезису та властивості магніту зберігати "пам'ять" про минуле, став можливим запис звуку в магнітофонах і довільної інформації в довготривалій пам'яті ЕОМ.
Причину, внаслідок якої тіла мають магнітні властивості, вперше встановив Ампер: магнітні властивості тіла можна пояснити струмами, які циркулюють у ньому.
Ампер припустив, що всередині речовини існує величезна кількість незгасаючих малих колових струмів і що кожний
коловий струм, ніби маленька котушка, є магнітиком. Постійний магніт складається з безлічі таких елементарних магнітиків, орієнтованих у певному напрямку.
Механізм намагнічування тіл відповідно до гіпотези Ампера: а) колові струми орієнтовані безладно – тіло не намагнічене; б) колові струми орієнтовані у певному напрямку – тіло намагнічене.
У деяких речовин (феромагнетиків) така орієнтація струмів (намагнічення) залишається й після усунення зовнішнього магнітного поля.
Магнітна проникність речовин
Якщо помістити деякі бактерії в слабке магнітне поле, їхня чисельність різко скорочується.
Магнітне поле і живі організми
Магнітне поле підвищує врожай. Так,помідори, вирощені в штучному магнітному полі, дозрівають швидше і дають більше плодів. Пшениця, посіяна в напрямі схід-захід росте краще і дає більший врожай, ніж посіяна в напрямі північ-південь. Це явище вчені пояснюють чутливістю рослин до магнітного поля Землі.
До магнітних полів чутливі комахи. В земному полі орієнтуються різноманітні живі організми.
гальмування росту, розмноження, рухової активності одноклітинних організмів;
прискорення проростання насіння і визрівання плодів;
поворот корінців (кукурудзи), що проростають, до південного полюсу магніту;
зміну швидкості протікання фотосинтезу;
гальмування розвитку і росту тварин (на противагу рослинам); сповільнення росту злоякісних пухлин;
зниження частоти скорочень серця у мавп і людей, зміни в кардіограмі;
розширення судин, сповільнення пульсу, зменшення кількості циркулюючої крові;
збільшення кількості лейкоцитів, фагоцитарної активності, підвищення РОЕ.
опромінення магнітним полем перед впливом на них іонізуючої радіації знижує смертність мишей, а у дрозофіл, навпаки, підвищує.
Вплив магнітного поля на живі організми
Є два види сталі — магнітом’яка та магнітожорстка. Яка сталь є більш придатною для виготовлення постійних магнітів?
Мідний циліндр підвісили на пружині та помістили в сильне магнітне поле. Як при цьому змінилося видовження пружини?
Чому на постійному магніті можна тримати ланцюжок залізних предметів?
Домашнє завдання:
Використані джерела: