Ферромагнетики. Домены (№1)

Для большинства людей вполне обыч­ным представляется явление притягивания стальных предметов к магниту. К полюсам магнита притягиваются железные опилки, гвозди, гайки и т. п. Причем интенсивность взаимодействия настолько велика, что ее мож­но наблюдать даже в повседневной жизни.

Вещества, сильно взаимодействующие с маг­нитным полем, назвали ферромагнетиками.

Ферромагнетики аномально силь­но взаимодействуют с магнит­ным полем.

Из простых веществ четко выраженные ферро­магнитные свойства имеют лишь железо, никель, кобальт и гадолиний. Тем не менее, существует очень много искусственных ферро­магнетиков, в состав которых часто входят неферромагнитные вещества. Среди них осо­бенно распространены ферриты.

Наиболее распространены фер­ромагнетики, которые имеют практическое применение: же­лезо, сталь, никель, кобальт, ферриты, специальные сплавы.

Отличительной особенностью ферромаг­нетиков является их очень большая магнитная проницаемость. Так, чистое железо, отож­женное в водороде, имеет магнитную про­ницаемость до 340 000.

Высокая магнитная проницаемость ферро­магнетиков объясняется особенностями их кристаллической структуры. Благодаря опре­деленным особенностям в строении элект­ронных оболочек, атомы ферромагнетика объе­диняются так, что все вещество делится на домены.

Домены — это области ферромагне­тика, в которых атомы размещены упоря­доченно.

Такая область напоминает малень­кий постоянный магнитик. Он имеет собст­венное магнитное поле как результат сло­жения магнитных полей всех атомов, ко­торые входят в домен.

Рис. 6.29. Домены в намагниченном фер­ромагнетике

Рис. 6.30. Изменение размеров доменов при постепенном увеличении магнитной индукции внешнего поля

Домены можно наблюдать, применив ме­тод порошковых фигур (рис. 6.29). По­верхность ферромагнетика полируют, а на полированную поверхность наносят суспен­зию мелкого железного порошка в мине­ральном масле. Частицы порошка собирают­ся на границах доменов и образуют фигуры, хорошо заметные при наблюдении в метал­лографический микроскоп. Материал с сайта http://worldof.school

Магнитные поля доменов в ненамагниченном ферромагнетике направлены так, что компенсируют друг друга. Если же ферро­магнетик внести в магнитное поле, то начи­нается перестройка доменов. При этом сме­щаются границы доменов, и скачкообразно изменяется направление магнитной индук­ции их полей. На рис. 6.30 показаны фото­графии порошковых фигур ферромагнетика, находящегося в магнитном поле, магнитная индукция которого постепенно увеличивает­ся. Одни домены уменьшаются, а другие — увеличиваются. Уменьшаются домены, маг­нитная индукция полей которых образует тупой угол с магнитной индукцией «внеш­него» поля, а увеличиваются те, в которых этот угол острый или вообще равняется нулю. При определенном значении магнитной индукции «внешнего» поля наступает так называемое насыщение: все домены сливают­ся в один большой домен, магнитная индук­ция которого совпадает по направлению с магнитной индукцией «внешнего» поля.

Процесс намагничивания ферромагнети­ков имеет одну особенность, которая опо­средствованно подтверждает существование доменов. Эта особенность проявляется в эф­фекте Баркгаузена.

В катушку с большим количеством вит­ков, которая подключена к электронному усилителю с громкоговорителем, вводят не­сколько никелевых проволок, обработанных определенным образом. Если после этого к катушке поднести постоянный магнит, то громкоговоритель воспроизведет звук, похо­жий на шум падающего гороха или камеш­ков. Это доказывает существование доменов. Эффект Баркгаузена можно наблюдать при намагничивании и других ферромагнетиков.

На этой странице материал по темам:

• Почему чистое железо не является ферромагнитом (физика)

• Домены это области физика

Вопросы по этому материалу:

• Какие вещества принадлежат к ферромагнетикам?

• Какой основной признак ферромагнетика?

• Почему у ферромагнетиков большая магнитная проницаемость?

• Что такое домены?

• Какие опыты подтверждают существование доменов?

• Какие процессы происходят при намагничивании ферромагнети­ков?