Magnit moment

Magnit moment - tok oqayotgan berk konturning, jismlar va modda zarralarining magnit xossalarini ifodalaydigan vektor kattalik. Elementar zarralar, atom yadrosi, molekula va atomlarning elektron qobiqlari Magnit momentga ega. Atom va yadro fizikasida Magnit momentining oʻlchov birligi qilib magneton olingan. Makroskopik sistemaning Magnit moment uning atom (molekula) lari yigʻindisiga teng. Makroskopik jismning magnit holati magnitlanganlikni ifodalaydi. Magnit moment tushunchasi magnit maydondagi moddalarda sodir boʻluvchi turli fizik hodisalarni tushuntirishda juda muhimdir.

Umuman olganda, formula $\mathbf {m} ={1 \over 2}\int \limits _{V}[\mathbf {r} ,\mathbf {j} ]dV,$ bu yerda $\mathbf {j}$ - oqim zichligi, $dV$ - hajm

Elektr toki bilan tekis kontaktlarning zanglashiga olib keladigan bo'lsa, formula quyidagicha bo'ladi: $\mathbf {m} =IS\mathbf {n} ,$ bu yerda $I$ zanjirdagi oqim, $S$ - kontur maydoni, $\mathbf {n}$ - vektor

Magnit moment - bu vektor miqdori, uning moduli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektr tokining ushbu oqim tomonidan boshqariladigan maydonga ko'paytmasiga teng. Magnit momentning yo'nalishi gimlet qoidasi bilan oqim yo'nalishi bilan bog'liq.

Magnit moment magnit maydon hosil qiluvchi magnit yoki boshqa ob'ektning magnit kuchi va yo'nalishi. Magnit momentlarga ega boʻlgan jismlarga elektr tokining halqalari (elektromagnitlar kabi), doimiy magnitlar, elementar zarralar (elektronlar kabi), turli molekulalar va ko'plab astronomik ob'ektlar (masalan, ko'plab sayyoralar, ba'zi oylar, yulduzlar va boshqalar) misol bo'la oladi.

Aniqrog'i, magnit moment atamasi odatda tizimning magnit dipol momentini, ekvivalent magnit dipol bilan ifodalanishi mumkin boʻlgan magnit momentning tarkibiy qismini anglatadi: juda kichik masofa bilan ajratilgan magnit Shimoliy va Janubiy qutb. Magnit dipol komponenti etarlicha kichik magnitlar yoki etarlicha katta masofalar uchun etarli. Kengaytirilgan ob'ektlar uchun dipol momentiga qo'shimcha ravishda yuqori tartibli atamalar (masalan, magnit to'rtburchak moment) kerak bo'lishi mumkin.

Ob'ektning magnit dipol momenti ob'ekt ma'lum bir magnit maydonda boshdan kechiradigan moment nuqtai nazaridan osongina aniqlanadi. Xuddi shu qo'llaniladigan magnit maydon katta magnit momentlarga ega boʻlgan narsalarda katta momentlarni hosil qiladi. Ushbu momentning kuchi (va yo'nalishi) nafaqat magnit momentning kattaligiga, balki uning magnit maydon yo'nalishiga nisbatan yo'nalishiga ham bog'liq. Shuning uchun magnit momentni vektor deb hisoblash mumkin. Magnit momentning yo'nalishi magnitning janubidan Shimoliy qutbiga (magnit ichida) ishora qiladi.

Magnit dipolning magnit maydoni uning magnit dipol momentiga mutanosibdir. Ob'ekt magnit maydonining dipol komponenti uning magnit dipol momenti yo'nalishiga nisbatan nosimmetrikdir va ob'ektdan masofaning teskari kubi sifatida kamayadi.

Ta'rifi

Magnit momentni ob'ektdagi tekislash momentini tashqi qo'llaniladigan magnit maydondan maydon vektorining o'ziga bog'laydigan vektor sifatida aniqlash mumkin. Munosabatlar tomonidan berilgan:

bu yerda dipolga ta'sir qiluvchi moment, B tashqi magnit maydon va m magnit moment.

Bu ta'rif, qoida tariqasida, noma'lum namunaning magnit momentini qanday o'lchash mumkinligiga asoslanadi. Oqim tsikli uchun bu ta'rif magnit dipol momentining kattaligiga, pastadir maydonining joriy vaqtlari mahsulotiga tenglashishiga olib keladi. Bundan tashqari, ushbu ta'rif har qanday ma'lum makroskopik oqim taqsimoti uchun kutilgan magnit momentni hisoblash imkonini beradi.

ikinchi formula

Muqobil ta'rif magnit momentni termodinamikani hisoblash uchun foydalidir. Ushbu ta'rifda tizimning magnit dipol momenti uning ichki energiyasining salbiy gradyanidir, u_int, tashqi magnit maydonga nisbatan:

Umuman olganda, ichki energiyaga tizimning o'z-o'zini maydon energiyasi va tizimning ichki ishlarining energiyasi kiradi. Masalan, tashqi maydonda 2p holatdagi vodorod atomi uchun o'z-o'zini maydon energiyasi ahamiyatsiz, shuning uchun ichki energiya asosan Kulon potentsial energiyasi va elektronning kinetik energiyasini o'z ichiga olgan 2p holatining o'ziga xos energiyasidir. Ichki dipollar va tashqi maydonlar orasidagi o'zaro ta'sir-maydon energiyasi bu ichki energiyaning bir qismi emas.

Birliklar

uchinchi formula

Uchun birlik magnit moment yilda xalqaro birliklar tizimi (SI) tayanch birliklari a direkkompyuter m ², bu yerda a amper (oqimning SI tayanch birligi) va m metr (masofaning SI tayanch birligi). Ushbu birlik SI dan olingan boshqa birliklarda ekvivalentlarga ega, shu jumladan:

bu yerda n Nyuton (SI olingan kuch birligi), T tesla (SI olingan magnit oqim zichligi birligi) va J joule (SI olingan energiya birligi). moment (n·m) va energiya (J) o'lchovli ekvivalent bo'lsa-da, momentlar hech qachon energiya birliklarida ifodalanmaydi.

CGS

CGS tizimida elektromagnetizm birliklarining bir nechta turli xil to'plamlari mavjud, ulardan asosiylari ESU, Gauss va EMU. Ular orasida magnit dipol momentining ikkita muqobil (ekvivalent bo'lmagan) birligi mavjud:

SI

Yorug'lik tezligir magneton

Magnitlanish bilan bog'liqlik

Magnit moment-bu butun ob'ektning magnit kuchini tavsiflovchi miqdor. Ba'zan, ob'ektning aniq magnit momentining qancha qismi ushbu magnitning ma'lum bir qismi tomonidan ishlab chiqarilganligini bilish foydali yoki zarurdir. Shuning uchun magnitlanish maydonini aniqlash foydalidir M kabi:

bu yerda M._D.V. va V._D.V. magnit dipol momenti va magnit D.V. Ushbu tenglama ko'pincha lotin yozuvlari yordamida ifodalanadi

bu yerda dm-elementar magnit moment va dV-hajm elementi. Magnitning aniq magnit momenti m shuning uchun

bu yerda uch karra integral magnit hajmi bo'yicha integratsiyani bildiradi. Yagona magnitlanish uchun (bu yerda ham kattaligi, ham yo'nalishi M butun magnit uchun bir xil (masalan, to'g'ri chiziqli magnit) oxirgi tenglama soddalashadi:

bu yerda V-magnitlangan magnit hajmi.

r_B-teslasda ifodalangan qoldiq oqim zichligi. V magnitning hajmi (m ³ da). 0kompyuter4kompyuter10-7^soat/).

Magnitlanish ko'pincha sotuvda mavjud boʻlgan ferromagnit materiallar uchun moddiy parametr sifatida ro'yxatga olinmaydi. Buning o'rniga keltirilgan parametr qoldiq oqi zichligi (yoki remanence), belgilangan b_r. Bu holda hisoblash uchun zarur boʻlgan formula m ichida (a birliklari) D. M. ²) bu: