O’zbekiston respublikasi axborot texnologiyalari vakommunikatsiyalarini rivojlantirish vazirligimuhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti urganch filiali

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VAKOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGIMUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI URGANCH FILIALI

Elektromagnit maydonlar va to’lqinlar fanidan


MUSTAQIL ISH

Mavzu: Magnit kuchlar va momentlar. Saqlangan magnit energiya nuqtai nazaridan kuchlar va momentlar.

Bajardi 972-21-guruh talabasi
Mavlenova Mavluda.

Magnit kuchlar va momentlar. Saqlangan magnit energiya nuqtai nazaridan kuchlar va momentlar.
Tashqi maydonga qo'yilganda, modda bu maydonga reaksiyaga kirishishi mumkin va o'zi magnit maydon manbaiga aylanadi (magnitlanadi). Bunday moddalar deyiladi magnitlar(dielektriklarning elektr maydonidagi harakati bilan solishtiring). Magnit xususiyatlariga ko'ra magnitlar uchta asosiy guruhga bo'linadi: diamagnetlar, paramagnetlar va ferromagnitlar. Turli moddalar turli yo'llar bilan magnitlanadi. Moddaning magnit xossalari elektronlar va atomlarning magnit xossalari bilan belgilanadi. Ko'pgina moddalar zaif magnitlangan - bu diamagnetlar va paramagnetlar. Oddiy sharoitlarda (o'rtacha haroratda) ba'zi moddalar juda kuchli magnitlanishga qodir - bular ferromagnitlardir. Ko'pgina atomlarning aniq magnit momenti nolga teng. Bunday atomlardan tashkil topgan moddalar diamagetika. Bularga, masalan, azot, suv, mis, kumush, osh tuzi NaCl, silikon dioksid Si0 2 kiradi. Atomning hosil bo'lgan magnit momenti noldan farq qiladigan moddalar tegishli paramagnetlar. Paramagnetlarga misollar: kislorod, alyuminiy, platina. Keyinchalik magnit xususiyatlar haqida gap ketganda, biz asosan diamagnetlar va paramagnetlarni nazarda tutamiz va ferromagnitlarning kichik guruhining xususiyatlari ba'zan alohida muhokama qilinadi.
Keling, avvalo magnit maydondagi materiya elektronlarining harakatini ko'rib chiqaylik. Oddiylik uchun elektron atomda yadro atrofida tezlik bilan aylanadi, deb faraz qilaylik v radiusi r bo'lgan orbita bo'ylab.Orbital burchak impulsi bilan tavsiflangan bunday harakat, asosan, aylanma oqim bo'lib, u mos ravishda orbital magnit moment bilan tavsiflanadi hajmi r orb. Aylana bo'ylab inqilob davriga asoslangan T= - bizda shundayVaqt birligidagi elektron orbitaning ixtiyoriy nuqtasini kesib o'tadi -bir marta. Shuning uchun, vaqt birligida nuqtadan o'tadigan zaryadga teng aylanma oqim ifoda bilan beriladi Mos ravishda, elektronning orbital magnit momenti formula bo'yicha ga teng
Orbital burchak momentidan tashqari, elektronning o'ziga xos burchak impulsi ham bor, deyiladi orqaga. Spin kvant fizikasi qonunlari bilan tavsiflanadi va massa va zaryad kabi elektronga xos xususiyatdir (batafsil ma'lumot kvant fizikasi bo'limiga qarang). Ichki burchak impulsi elektronning ichki (spin) magnit momentiga mos keladi. r sp. Atomlarning yadrolari ham magnit momentga ega, ammo bu momentlar elektronlar momentlaridan minglab marta kichik va odatda ularni e'tiborsiz qoldirish mumkin. Natijada, magnitning umumiy magnit momenti R t magnit elektronlarining orbital va spin magnit momentlarining vektor yig'indisiga teng: Tashqi magnit maydon magnit momentlariga (va mikrotoklarga) ega bo'lgan moddaning zarrachalarining yo'nalishiga ta'sir qiladi, buning natijasida modda magnitlanadi. Ushbu jarayonning o'ziga xos xususiyati shundaki magnitlanish vektori J, magnit zarrachalarining umumiy magnit momentining magnit hajmiga nisbatiga teng. AV:Magnitlanish A/m da o'lchanadi. Agar magnit V 0 tashqi magnit maydoniga joylashtirilsa, natijadamagnitlanish natijasida mikrotoklarning ichki maydoni B paydo bo'ladi, natijada hosil bo'lgan maydon teng bo'ladi. Asosiy maydoni bo'lgan silindr shaklida magnitni ko'rib chiqing S va balandligi /, induksiya bilan bir xil tashqi magnit maydonga joylashtirilgan 0 da. Bunday maydonni, masalan, solenoid yordamida yaratish mumkin. Mikrotoklarning tashqi maydondagi yo'nalishi tartibli bo'ladi. Bunda diamagnitlarning mikrotoklari maydoni tashqi maydonga qarama-qarshi, paramagnitlarning mikrotoklari maydoni esa tashqi maydon bilan mos tushadi.

Tsilindrning istalgan kesimida mikrotoklarning tartibliligi quyidagi effektga olib keladi Magnit ichidagi tartiblangan mikrotoklar qo'shni mikrotoklar bilan kompensatsiyalanadi va kompensatsiyalanmagan sirt mikrotoklari lateral sirt bo'ylab oqadi. Ushbu kompensatsiyalanmagan mikrotoklar yo'nalishi tashqi nol hosil qiluvchi solenoidda oqayotgan oqimga parallel (yoki antiparallel). Umuman olganda, ular Guruch.  jami ichki oqimni bering Bu sirt oqimi ichki mikro oqim maydonini yaratadi B v bundan tashqari, oqim va maydon o'rtasidagi bog'liqlik solenoidning noli uchun formula bilan tavsiflanishi mumkin:
Bu erda magnit o'tkazuvchanlik birlikka teng qabul qilinadi, chunki sirt oqimini kiritish orqali muhitning roli hisobga olinadi; solenoidning o'rash burilishlarining zichligi solenoidning butun uzunligi uchun bittaga to'g'ri keladi /: n = bitta //. Bunday holda, sirt oqimining magnit momenti butun magnitning magnitlanishi bilan aniqlanadi:
Magnitlanishning ta'rifini hisobga olgan holda oxirgi ikkita formuladan kelib chiqadi yoki vektor shaklida
Magnitlanishning tashqi maydon kuchiga bog'liqligini o'rganish tajribasi shuni ko'rsatadiki, odatda maydonni zaif deb hisoblash mumkin va Teylor seriyasidagi kengayishda o'zimizni chiziqli atama bilan cheklash kifoya:
bu erda proportsionallikning o'lchovsiz koeffitsienti x - magnit sezuvchanlik moddalar. Buni hisobga olib, biz bor Magnit induktsiyaning oxirgi formulasini taniqli formula bilan taqqoslab, biz magnit o'tkazuvchanlik va magnit sezuvchanlik o'rtasidagi munosabatni olamiz:
Diamagnit va paramagnit uchun magnit sezuvchanlik qiymatlari kichik va odatda modul 10 "-10 4 (dimagnit uchun) va 10 -8 - 10 3 (paramagnit uchun) ekanligini ta'kidlaymiz. Bunday holda, diamagnetlar uchun. X x > 0 va p > 1.