Từ môi

Chia sẻ: Lê Ngọc Sáng | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

78
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong vật chất luôn luôn có sẵn các dipole từ, đó là các dòng điện trong nguyên tử. Thông thường các nguyên tử chuyển động nhiệt hỗn loạn nên các dipole từ này cũng định hướng hỗn loạn và không tạo ra một hiệu ứng từ nào. Tuy nhiên khi đặt vật chất trong một từ trường ngoài thì các dipole này có xu hướng định hướng trật tự theo từ trường, tạo nên một moment dipole từ trung bình khác không, đó là sự từ hoá của vật chất (Hình 1)....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Từ môi

Từ môi 1 1 Từ môi Sự từ hoá – Vectơ cường độ từ hoá 1.1 Trong vật chất luôn luôn có sẵn các dipole từ, đó là các dòng đi ện trong nguyên t ử. Thông th ường các nguyên t ử chuyển động nhiệt hỗn loạn nên các dipole từ này cũng định hướng hỗn loạn và không t ạo ra m ột hiệu ứng t ừ nào. Tuy nhiên khi đặt vật chất trong một từ trường ngoài thì các dipole này có xu h ướng đ ịnh h ướng tr ật t ự theo t ừ trường, tạo nên một moment dipole từ trung bình khác không, đó là sự từ hoá của vật chất (Hình 1).  Moment dipole từ trung bình trong một đơn vị thể tích của chất bị t ừ hoá đ ược g ọi là c ường đ ộ t ừ hoá Pm . Thứ nguyên của moment dipole từ là A.m2, do đó thứ nguyên của cường độ từ hoá là A.m 2/m3 = A/m. pm pm B=0 B≠0 (a) (b) Hình 1. Các dòng điện nguyên tử (dipole từ) trong vật chất: (a) định hướng hỗn loạn khi không có t ừ tr ường ngoài, và (b) định hướng theo chiều từ trường ngoài. Vectơ cường độ từ trường 1.2  Người ta định nghĩa vectơ cường độ từ trường H như sau:  B H= − Pm µ0 Theo đó thì thứ nguyên của vectơ cường độ từ trường cũng là A/m. Trong các từ môi đẳng hướng cường độ từ hoá tỷ lệ với cường độ từ trường:   P = χmH m Trong đó χm là độ từ cảm của từ môi, là một hệ số không có thứ nguyên. Độ từ cảm có thể âm (đối với chất nghịch từ) hay dương (chất thuận từ và sắt từ). Trong phần còn lại chúng ta ch ỉ xét các t ừ môi đ ẳng h ướng, cho nên h ệ thức trên luôn nghiệm đúng. Kết hợp hai hệ thức trên ta có: © Lê Quang Nguyên 2005
Từ môi 2  B (1 + χ m ) H = µ0 Suy ra:    B B H= = µ 0 (1 + χ m ) µ 0 µ trong đó chúng ta đã định nghĩa µ = 1 + χ m , là độ từ thẩm của từ môi. Độ từ thẩm là một hệ số dương và không thứ nguyên. 2 Từ trường trong từ môi Từ trường trong từ môi là từ trường tổng hợp của từ trường ngoài và từ trường riêng do các dipole trong từ môi t ạo ra. Chúng ta có tính chất sau: Nếu từ môi (đẳng hướng) lấp đầy không gian giới hạn giữa các đường sức của t ừ trường ngoài thì t ừ trường trong từ môi tăng lên μ lần. Ví dụ, nếu chúng ta đưa một thanh từ môi hình trụ vào trong m ột solenoid thì t ừ tr ường toàn ph ần trong t ừ môi s ẽ tăng lên μ lần, vì mặt bên của thanh từ môi trùng với các đường sức của từ trường do solenoid t ạo nên. 3 Định luật Ampère đối với từ môi Định luật Ampère trong từ môi có dạng như sau:  ∫ H ⋅ ds = I (C ) I là cường độ dòng toàn phần đi qua (C), trong đó chỉ tính các dòng đi ện “ngoài”, ch ứ không có các dòng đi ện nguyên tử trong từ môi. Hay dưới dạng vi phân:  rotH = j  với j là mật độ dòng điện “ngoài”. 4 Điều kiện liên tục ở mặt phân cách hai từ môi Ở gần mặt phân cách của hai từ môi (Hình 2) ta có các điều ki ện liên t ục sau đây cho thành ph ần ti ếp tuy ến c ủa   H và thành phần pháp tuyến của B : H 1t = H 2t B1n = B2 n © Lê Quang Nguyên 2005
Từ môi 3 trong đó chỉ số t chỉ thành phần tiếp tuyến với mặt phân cách, còn chỉ số n chỉ thành phần vuông góc với mặt phân cách (thành phần pháp tuyến). Các điều kiện trên là hệ quả của định luật Ampère và định luật Gauss cho từ trường ở gần mặt phân cách. Từ môi 2 n n B2n H1t t t H2t B1n Từ môi 1 (a) (b)  Hình 2. Trên mặt phân cách hai từ môi: (a) thành phần tiếp tuyến của cường đ ộ t ừ tr ường H biến thiên liên tục,  (b) thành phần pháp tuyến của cảm ứng từ B biến thiên liên tục. © Lê Quang Nguyên 2005
Từ môi 4 5 Tóm tắt  Moment dipole từ trung bình trong một đơn vị thể tích của chất bị từ hoá được gọi là cường độ từ hoá Pm . Vectơ cường độ từ trường được định nghĩa là:  B H= − Pm µ0 Trong một từ môi đẳng hướng:   P = χmH m   B H= µ0 µ Định luật Ampère cho từ môi:  ∫ H ⋅ ds = I (C )  rotH = j Điều kiện trên mặt phân cách hai từ môi: H 1t = H 2t B1n = B2 n © Lê Quang Nguyên 2005