Как известно в 11 классе, магнитное поле взаимодействует с движущимися зарядами. Однако простое вещество также способно взаимодействовать с магнитным полем. Рассмотрим кратко магнитные свойства вещества.
Это приводит к тому, что в веществе возникает собственное магнитное поле, которое складывается с внешним, и результирующее магнитное поле в веществе отличается от внешнего.
Для характеристики изменения магнитного поля в веществе введена специальная безразмерная величина — магнитная проницаемость $mu$. Для однородного магнитного поля:
$$mu = {Bover B_0}$$
Классы магнитных веществ
Итак, в результате существования элементарных токов в молекулах вещества магнитное поле в веществе изменяется, и это изменение характеризуется показателем магнитной проницаемости. В зависимости от магнитных свойств веществ можно выделить три класса.
Ферромагнетики
Всем известно, что существуют постоянные магниты, а кроме того, металлические предметы притягиваются магнитным полем. В веществах такого класса элементарные токи в молекулах легко ориентируются вдоль внешнего магнитного поля, а токи, идущие в одном направлении, притягиваются друг к другу. Магнитная проницаемость ферромагнетиков гораздо больше единицы:
$$mu_{ферр}>>1$$
Кроме того, при снятии внешнего магнитного поля элементарные токи в немалой степени остаются в прежнем упорядоченном состоянии. Это объясняет существование постоянных магнитов.
Ферромагнетики находят широкое применение везде, где требуется создание магнитных полей. К ним относится железо, кобальт, никель и ряд редкоземельных элементов и сплавов.
Парамагнетики и диамагнетики
Большая часть веществ с магнитным полем взаимодействует слабо. Элементарные токи в этих веществах немного ориентируются под действием магнитного поля, однако, степень ориентации невелика, и магнитная проницаемость большинства веществ отличается от единицы на величины порядка $10^{-6}$.
Такие вещества, как большинство металлов и газов, имеют магнитную проницаемость больше единицы. Они также притягиваются к магнитному полю однако, это притяжение крайне слабое. Такие вещества называются парамагнетиками:
$$mu_{пар}>1$$
Наконец, существуют вещества, которые выталкиваются из магнитного поля. Это медь, сера, инертные газы, практически все органические соединения. Такие вещества называются диамагнетиками:
$$mu_{дия}<1$$
Поскольку органическая биологическая ткань является диамагнетиком и немного выталкивается из магнитного поля, то, взяв очень сильное магнитное поле, можно заставить живой объект (лягушку) левитировать:
Что мы узнали?
Магнитное поле в веществе взаимодействует с элементарными токами внутри молекул и при этом усиливается или ослабляется. В зависимости от степени этого изменения вещества делятся на три класса: ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики.
