Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

— совокупность св-в, проявляющихся при взаимодействии вещества с магнитным полем. Важнейшим макроскопическим проявлением магнитных свойств является способность вещества создавать собственное магнитное поле.

Способность вещества взаимодействовать с внешним магнитным полем зависит от магнитных свойств, точнее, от магнитных моментов свободных атомов или молекул этого вещества, к-рые определяются главным образом их электронным строением. Магнитный момент атома состоит в основном из магнитного момента, обусловленного спином электрона (спин электрона — собственный механич. момент количества движения электрона), и из магнитного момента, обусловленного орбитальным движением электрона вокруг ядра атома. Магнитный момент ядра атома примерно в тысячу раз меньше магнитного момента электронной оболочки атома и при рассмотрении обычных магнитных свойств его можно не учитывать. Ядерный магнетизм проявляется в ядерном магнитном резонансе и в сверхтонкой структуре спектральных линий.

В атоме с неск. электронами их орбитальные (I) и спиновые (s) моменты количества движения складываются между собой и образуют полный момент количества движения всех электронов атома.

Распределение электронов по этим состояниям подчиняется квантово-механич. закономерностям, важнейшей из к-рых является принцип Паули. Согласно этому принципу, в атоме не может быть более одного электрона в каждом состоянии, определяемом совокупностью всех (четырех) квантовых чисел. Число электронов на оболочках с главным квантовым числом п не превосходит 2гс , а на оболочках с одинаковым значением п и / может находиться не более 2 (21 + 1) электронов. По мере заполнения электронных оболочек атома происходит взаимная компенсация магнитных моментов отдельных электронов и целиком заполненная оболочка лишается магнитного момента; поэтому собственный магнитный момент атома обусловливается только электронами недостроенных оболочек. Если же атомы образуют сложные молекулы или кристаллы, то магнитные моменты взаимодействующих атомов могут претерпевать значительные изменения. Так, валентные электроны наружных оболочек, магнитные моменты к-рых в свободном атоме могут быть и не скомпенсированы, при взаимодействиях атома с окружающими соседями взаимно компенсируют свои магнитные моменты.

Поэтому атомы в большинстве непереходных металлов, молекул с четным числом электронов, ковалентных кристаллов и т. п. лишены собственного магнитного момента. В отличие от этого, электроны внутренних недостроенных орбит в атомах редкоземельных элементов в значит, степени экранированы от взаимодействий, и их магнитные моменты почти не подвергаются значит, изменениям. В атомах переходных элементов группы железа, платины, палладия недостроенные электронные оболочки недостаточно полно экранированы наружными электронами, поэтому их магнитные моменты подвержены значит, изменениям. Часто в кристаллах соединений элементов группы железа межатомные силы «замораживают» орбитальную составляющую магнитного момента, а спиновая составляющая остается.

Большинство молекул, входящих в состав химич. соединений, имеет четное число электронов и поэтому, как правило, лишено магнитного момента. Сравнительно небольшое число молекул с нечетным числом электронов обладает магнитным моментом, однако орбитальная составляющая этого момента либо мала, либо совершенно отсутствует. Магнитный момент таких молекул определяется только суммарным спином.

Основной макроскопической магнитной хар-кой вещества является его намагниченность или результирующий магнитный момент. Намагниченность вещества проявляется в изменении напряженности и конфигурации магнитного поля внутри и вне этого вещества. Намагниченность возникает как результат взаимодействия элементарных магнитных моментов частиц вещества с намагничивающим полем и представляет собой результирующую проекцию этих моментов на направление поля. Между намагниченностью вещества и напряженностью магнитного поля в нем Н существует не зависящая от формы тела и характерная для его электронного строения зависимость

По магнитным св-вам все вещества в основном можно разделить на диамагне- тики (%<0) и парамагнетики (Х>0). Величина уд. магнитной восприимчивости большинства парамагнетиков и диамаг- нетиков мала и по порядку величины составляет 10"5—10"в, однако среди парамагнетиков можно выделить особый класс ферромагнетиков, восприимчивость к-рых в слабых полях на неск. порядков превышает единицу (см. Ферромагнетизм).

Атомам или молекулам парамагнитного вещества присущ собственный магнитный момент, обусловленный нескомпенсирован- ными моментами электронов; атомы или молекулы диамагнитного вещества не имеют такого момента. Намагничивание парамагнетиков заключается в преимущественной ориентации собственных магнитных моментов атомов в направлении намагничивающего поля; намагничивание диамаг- нетиков связано с тем, что магнитное поло индуцирует в атомах магнитные моменты, результирующая составляющая к-рых направлена навстречу этому полю. Диамагнитной восприимчивостью обладают все вещества, однако в парамагнитных веществах эта восприимчивость перекрывается более сильным парамагнитным эффектом. Магнитные св-ва ферромагнетиков обусловлены тем, что магнитные моменты атомов в них в значит, областях, называемых доменами, имеют параллельную ориентацию, обусловленную гл. обр. обменным квантово-механич. взаимодействием между этими атомами. Намагничивание ферромагнитных веществ заключается в ориентации результирующих магнитных моментов доменов в направлении намагничивающего поля, причем такая ориентация возможна в относительно слабых полях.

Лит.: Вонсовский С. В., Современное учение о магнетизме, М., 1953; Дорфман Я. Г., Магнитные свойства и строение вещества, М., 1955; Лившиц Б. Г., Физические свойства металлов и сплавов, М., 1959.

  Магнетизм. Свойства магнитов

  Основные сведения по электротехнике. Магнетизм и электромагнетизм

  Биомагнетизм и отравление. О феномене биомагнетизма

  Электромагнитная индукция. Майкл Фарадей (1791—1867) родился в ...

  Закон Эрстеда. Идея связи электричества и магнетизма, восходящая к ...

  Поля - электрические, гравитационные, электромагнитные, информационные

  Тектонические гипотезы. Дрейф материков

  Хроника открытий и заблуждений

  МИЛЛИОНЫ ЛЕТ НА ПЛОТУ. Как движутся континенты