Русская Википедия:Намагниченность
Шаблон:Физическая величина Намагни́ченность (также: ве́ктор намагни́чивания) — векторная физическая величина, характеризующая магнитное состояние макроскопического физического тела. Обозначается обычно буквой <math>\mathbf{M}</math>, реже <math>\mathbf{J}</math>. Определяется как магнитный момент единицы объёма вещества:
- <math>\mathbf{M}=\frac{\mathbf{p_m}}{V} = \frac{1}{V}\sum_i^N \mathbf{p_{i,m}}</math>,
где <math>\mathbf{p_m}</math> — вектор магнитного момента всей совокупности <math>N</math> атомов в объёме <math>V</math>, а <math>\mathbf{p_{i, m}}</math> — магнитный дипольный момент <math>i</math>-го отдельного атома. В системе СИ измеряется в А/м (амперах на метр).
В общем случае (случае неоднородной, по тем или иным причинам, среды) намагниченность является функцией координат и выражается как:
- <math>\mathbf{M}=\frac{d \mathbf{p_m}}{dV},</math>
где <math>d \mathbf{p_m}</math> — суммарный магнитный момент молекул в объёме <math>dV</math>.
Намагниченность <math>\mathbf{M}</math> выступает количественной характеристикой намагничивания — явления частичного упорядочения направлений магнитных моментов отдельных атомов и/или магнитных доменов вещества при наложении магнитного поля. Смысловое соотношение между понятиями «намагничивание» и «намагниченность» аналогично соотношению между «явлением поляризации» и «поляризованностью» <math>\mathbf{P}</math> в физике диэлектриков. В англоязычной литературе и для явления, и для его численной характеристики используется одно слово Шаблон:Lang-en. Эффект намагничивания наиболее заметен в ферромагнитных средах.
Магнитные моменты, на микроскопическом уровне, создаются так называемыми молекулярными токами, обусловленными локальным движением зарядов (например, электронов) в пределах молекулы. Они появляются в магнетиках там, где текут токи проводимости, и в местах неоднородности среды.
Намагниченность математически связана с объёмной плотностью молекулярных токов через соотношение[1]:
- <math>\rm{rot}\,\mathbf{M} = \mathbf{j}_{mol}.</math>
<math>\mu_0</math> — в вакууме;
<math>\mu_d</math> — в диамагнетике;
<math>\mu_p</math> — в парамагнетике;
<math>\mu_f</math> — в ферромагнетике.
Связь между <math>\mathbf{M}</math> и напряженностью магнитного поля <math>\mathbf{H}</math> в диамагнитных и парамагнитных материалах обычно линейна (по крайней мере, при не слишком больших величинах намагничивающего поля):
- <math>\mathbf{M} = \chi_m\mathbf{H},</math>
величину <math>\chi_m</math> называют магнитной восприимчивостью, а <math>\mu = 1 + \chi_m</math> (система СИ) или <math>\mu = 1 + 4\pi\chi_m</math> (СГС) — магнитной проницаемостью.
В ферромагнитных материалах нет однозначной связи между <math>\mathbf{M}</math> и <math>\mathbf{H}</math> из-за магнитного гистерезиса, эта связь зависит от предыстории намагничивания тела.
Магнитная индукция определяется через намагниченность как:
- <math>\mathbf{B}=\mu_0\mathbf{(H + M)}</math> (в системе СИ);
- <math>\mathbf{B} = (\mathbf{H} + 4 \pi \mathbf{M} )</math> (в системе СГС).
Применительно к анизотропным средам различают продольную и поперечную намагниченность по отношению к направлению вектора <math>\mathbf{H}</math>. В таких случаях вводится тензор магнитной восприимчивости.
Примечания
См. также
Литература
- Шаблон:БСЭ3
- Вонсовский С. В. Магнетизм. — М., 1971.
- Киренский Л. В. Магнетизм. — 3-е изд. — М., 1967.
- Савельев И. В. Электричество и магнетизм. — 2001.
