Magnetizmas

 1. Įvadas. Jau 4000 metu pres musu era Kinijoje buvo žinomos mineralinio magnetito nepaprastosios savybės: jis traukia plieninius daiktus, laisvai pakabintas, pasisuka šiaurės-pietų kryptimi. Todėl jau tuomet kinai naudojo magnetinĮ kompasą, mokejo įmagnetinti plieną. Apie 500 m. pr. m. e. Šis mineralas atrandamas Magnezijoje (Magnezija- vietovė Mažojoja Azijoje). Dėl to graikai tokiomis savybėmis pasižyminčius kūnus pavadino magnetais o šias jų sąvybes magnetizmu. 1820 m. danų fizikas Erstedas pastebėjo, kad magnetinė rodykle šalia laidininko su srove pasisuka apie ašį. Tais pačiais metais prancūzų fizikas A. Amperas parodė elektrinių ir magnetinių reiškinių „genetinį“ ryšį ir sukūrė magnetizmo teoriją. Bandymai rodė, kad nuolatiniai magnetai vienas su kitu ar su elektros srove saveikauja ir budami vakuume. Taigi magnatiniam poveikiui perduoti iš vieno į kitą nereikia medžiagos. Fizikoje tokia sąveika aiškinama jegų lauku. Pirmasis magnetinio louko sąvoka 1845 m. pavartojo anglų fizikas M. Faradėjus. Aplinka, kurioje veikia magnetinės jėgos, vadinama magnetiniu lauku. Magnetinis laukas yra ypatinga materijos egzistavimo forma. Magnetini lauką kuria arba judantys elektros krūviai, arba kintantis elektrinis laukas, ir patsmagnetinis laukas veikia tik judančius elektros krūvius. Magnetini lauką patogu vaizduoti magnetinėmis jėgų linijomis- indukcijos linijomis. Magnetinio lauko indukcijos linija vadinama tokia linija, kurios liestinės, nubreztos per kiekvieną tašką, rodo mažyčių magnetinių rodiklių orentaciją. 2. Medžiagų magnetinės savybės. Magnetizmo kilmė: Geležyje yra milijonai mažų magnetėlių, vadinamų magnetiniais dipoliais. Paprastai visi dipoliai išsidėstę skirtingomis kryptimis, tad bendras jų magnetizmas pasinaikina. Magnete dipoliai išsidėstę ta pačia kryptimi, tad jų magnetizmas sumuojamas. Magnetinis laukas: Sritis aplink magnetą, kuriame veikia magnetinė jėga, vadinama magnetiniu lauku. Pavyzdžiui, popieriaus savaržėlė, traukiama prie magneto, pateko į jo magnetinį lauką.( Visi magnetai traukia geležį ir plieną, tačiau netraukia plastmasinių ar medinių daiktų ). Magnetinė rūda: Magnetitas yra geležies rūda, kuriai dažnai būdingas magnetizmas. Seniau jis buvo vadinamas magnetine arba traukiančiąja rūda, o senovės keliautojai naudodavosi juo vietoj kompaso. Elektromagnetai: Elektromagnetas yra vielos ritė. Elektros srovė sukuria apvijoje magnetinį lauką, kurį galima sustiprinti įkišus į apviją geležies gabalą. Išjungus elektros srovę, išjungiamas ir magnetinis laukas. Kai kurie kranai įrengti tokiu būdu, kad vietoj kablio naudojamas elektromagnetas. Kompasas: Magnetinio kompaso adatėlė yra plonas, mažytis magnetėlis, kuris gali laisvai sukiotis. Šiaurinis adatėlės polius nukreiptas į Žemės magnetinį Šiaurės polių, esantį visiškai greta geografinio Šiaurės poliaus. Žmonės naudojasi magnetiniais kompasais orientuotis jūroje ar sausumoje. Geomagnetizmas: ●Žemė sukuria magnetinį lauką, ir atrodo, tarsi jos viduje būtų didžiulis magnetinis,,strypas‘‘. Elektros srovės, cirkuliuojančios skystame geležiniame Žemės branduolyje, sukuria Žemės magnetizmą, vadinamą geomagnetizmu. ●Žemė turi stiprų magnetinį lauką. Dar Gilbertas manė, kad Žemė yra didelis magnetas, tačiau aukštoje temperatūroje magnetinės savybės dingsta. Žemei sukantis apie savo ašį, jos mantija su kietąja pluta sukasi šiek tiek greičiau negu vidinis branduolys. Viduje yra karšta plazma, todėl tekanti srovė sukuria magnetinį lauką. Žemės magnetinė ašis yra pasvirusi apie 110 į geografinę ašį. Be to magnetinė ašis eina ne per Žemės centrą. Dabar pietinis polius, traukiantis šiaurinį kompaso rodyklės polių, yra prie karalienės Elžbietos salų, Kanados šiaurėje, apie 1600 km nuo šiaurės ašigalio. Magnetiniai poliai kinta, matyt, dėl sūkurių Žemės gelmėse. Per pastaruosius 100 metų laukas susilpnėjo 2.5% ir poliai pasislinko apie 200 km. Iš uolienų iškasenų žinome, kad poliai retkarčiais susikeičia vietomis. Paskutinis toks susikeitimas vyko prieš 700000 metų. Žemės gelmės lemia apie 90% lauko stiprio. Likusius 10% lemia Saulės spinduliuojamų elektringų dalelių srautai ir įmagnetėjusios uolienos.  Žemės magnetinis laukas apsaugo nuo elektringų dalelių srautų. Dėl Saulės poveikio Žemės magnetosfera yra ištęsto lašo formos.   Magnetiniai poliai: Vieno magneto šiaurinis polius ir pietinis kito magneto polius traukia vienas kitą. Magnetinis polius, pavyzdžiui, pietinis, stumia nuo savęs kitą tos pačios rūšies polių. Nuostovusis magnetinis laukas: Nuostovųjį magnetinį lauką kuria elektros srovė. Jo negali kurti pavieniai judantys krūviai, nes tuo atveju magnetinis laukas visada yra kintamas. Vis dėl to, remiantis superpozicijos principu, daroma išvada, kad magnetinį lauką kuria pavieniai judantys kūnai. Magnetizmo jėga: Magnetizmo jėga yra nematoma, tačiau galima stebėti jos poveikį, kai magnetas pritraukia metalo gabalą. Medžiaga, traukianti metalą geležį, vadinama magnetu. Medžiagos, kurias traukia magnetas, vadinamos magnetinėmis. Kiekvienas magnetas turi du polius-vietas, prie kurių susikaupia magnetiniai krūviai. Pati Žemė yra milžiniškas magnetas; jos magnetiniai poliai yra greta geografinių Šiaurės ir Pietų polių. Vienas magneto polius yra traukiamas Žemės šiaurinio magnetinio poliaus ir vadinamas šiauriniu magneto poliumi; kitas-traukiamas pietinio poliaus ir vadinamas pietiniu magneto poliumi. Medžiagos, visą laiką pasižyminčios magnetizmu, vadinamos nuolatiniais magnetais. Apvijomis tekanti elektros srovė sukuria magnetą, vadinamą elektromagnetu, kurį galima įjungti ir išjungti. Elektromagnetai naudojami elektros varikliuose, garsiakalbiuose ir daugelyje kitokių prietaisų. Magnetikai: Magnetiko savybės magnetiniame lauke fenomenologiškai apibūdinamos magnetine skvarba. Jos priklausomybės nuo įvairių parametrų labai skirtingos, nes ir patys magnetikai gana skirtingi. Toms priklausomybėms aiškinti sudaromi magnetikų modeliai, kuriuose atsižvelgiama į magnetikų elgseną magnetiniame lauke. Elektromagnetinė indukcija ir kvazinuostoviosios kintamosios srovės: Kvazinuostoviuoju artutinumu galima aprašinėti elektromagnetinius laukus ir sroves, kai jų veikimo srities tiesiniai matmenys daug mažesni už bangos ilgį ir kai galima nepaisyti slinkties srovių. Tada į magnetinio lauko kitimo sukurtą elektrinį lauką atsižvelgiama, o elektrinio lauko kitimo sukurto magnetinio lauko nepaisoma. Laidumo srovės tankio linijos yra uždaros, nes slinkties srovių nepaisoma. Magnetinis laukas apibrėžiamas tuo metu tekančios laidumo srovės tankio momentinėmis vertėmis. Laidumo srovių tankis priklauso nuo magnetinio lauko kitimo, vadinasi, ir nuo laidumo srovių tankio kitimo. Elektromagnetinės bangos: Kintantis magnetinis laukas sukuria kintantį elektrinį lauką, kuris, savo ruožtu, kuria kintamąjį magnetinį lauką, o tas, savo ruožtu, kuria kintamąjį elektrinį lauką ir t.t. Taip susidaro tarpusavy susiję elektrinis ir magnetinis laukai, sudarantys elektromagnetinę bangą. Ji ,,atitrūksta“ nuo ją sukūrusių krūvių ir srovių. Neįmanoma erdvėje nejudanti elektromagnetinė banga, nes jos laukai stipriai laiko atžvilgiu negali būti pastovūs. Magnetinis branduolių rezonansas: Branduolių rezonansas lengviausiai stebimas diamagnetikuose; čia galima neatsižvelgti į atomo elektronų apvalkalo magnetinių momentų įtaką, o dėl elektronų ir branduolių rezonanso skirtingų dažnių sąveika vyksta tik su branduolio magnetiniu momentu. Magneakustinės bangos: Magneakustinės bangos - tai bangos, kur energijos – tampriosios ir magnetinės – kitimas vyksta dėl aplinkos magnetinių ir tamprumo parametrų tarpusavio ryšio. Akustiniai virpesiai, sukeldami kristalinės gardelės atomų nuokrypius nuo pusiausvyros, yra lydimi sukinio, taip pat ir magnetinio momento nuokrypių; ir atvirkščiai – sukininės bangos sukelia gardelės atomų poslinkius. Taigi įmagnetėjimo kitimas lydimas medžiagos tampriojo įtempimo bei jos deformacijos – taip atsiradusios bangos yra viena iš magnetotampriosios sąveikos pasekmių. Magnetinės dujos: Magnetinės dujos – tai nesąveikaujantys tarpusavyje elementarūs magnetiniai momentai, kurių makroskopiniams efektams apibūdinti pritaikoma fizikinė dalelių statistika. Magnetostrikcija: Magnetostrikcija – tai fizikinio kūno formos ir matmenų kitimas, kintant jo magnetinei būsenai. Reiškinys stebimas, veikiant feromagnetiką, esantį temperatūroje žemiau Kiuri temperatūros, išoriniu magnetiniu lauku arba dėl temperatūros kitimo kintant magnetinei būsenai – pereinant Kiuri tašką, kai išorinis laukas H ≠ 0. Pastaroji magnetostrikcijos rūšis vadinama savaimine, spontanine magnetostrikcija. VILNIAUS TECHNIKOS KOLEGIJA MECHANIKOS FAKULTETAS AUTOMOBILIŲ TRANSPORTO KATEDRA FIZIKA SAVARANKIŠKAS DARBAS Medžiagų magnetinės savybės. Paramagnetikai, diamagnetikai. 1AT4n Atliko: O. Trifonovas Tikrino: K. Višnevskienė Vilnius 2005 m. 3. Diamagnetizmo prigimtis.Larmoro precesija. Žinome, kad kontūrą su srove išorinis magnetinis laukas stengiasi orientuoti taip, kad jo magnetinis momentas būtų nukreiptas magnetinio lauko kryptimi. Tada kontūro ir išorinio magnetinio lauko kryptys sutampa, t. y. laukas sustiprėja. Kodėl gi diamagnetikuose esti atvirkščiai? Panagrinėkime elektrono orbitinio judėjimo pobūdį magnetiniame lauke. Tarkime, kad kampas tarp elektrono orbitinio magnetinio momento pm ir magnetinio srauto tankio vektoriaus B lygus  (1pav.). Magnetinis laukas stengiasi taip orientuoti orbitos plokštumą, kad būtų pmB. Tačiau dėl elektrono impulso momento tai sukelia tik orbitos precesinį judėjimą apie B kryptį, panašiai, kaip atsitinka giroskopui, kai jį veikia jėgos momentas. Tegu elektrono skriejimo orbita kampinis greitis , o precesijos kampinis greitis . Orbitinį magnetinį momentą veikiantis jėgos momentas pagal     ir           gali būti išreikštas taip:                                                    Pagal apytikrę giroskopų teoriją, kai 

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!