Магнитная восприимчивость

По своим магнитным свойствам, которые определяются свойствами электронов и атомов, морская вода относится к диамагнетикам³⁷. Диамагнетиками называются вещества, магнитные моменты атомов (молекул) которых в отсутствие внешнего магнитного поля равны нулю, так как магнитные моменты всех электронов атома (молекулы) взаимно скомпенсированы. При внесении морской воды во внешнее магнитное поле Земли ее молекулы приобретают наведенные магнитные моменты, т. е. формируется собственное магнитное поле, которое накладывается на внешнее поле. Отношение суммы наведенных магнитных моментов макроскопически малого объема вещества к величине этого объема называется намагниченностью J и служит количественной характеристикой намагниченного состояния вещества.

Вектор намагниченности J зависит от магнитных свойств среды и пропорционален вектору магнитной индукции В³⁸:

• 37 Кроме диамагнетиков, существуют парамагнетики и ферромагнетики. Парамагнетиками называются вещества, атомы (молекулы) которых в отсутствие внешнего магнитного поля имеют отличный от нуля магнитный момент. Ферромагнетиками называются твердые вещества, обладающие при не слишком высоких температурах самопроизвольной намагниченностью, которая сильно изменяется под влиянием внешних воздействий - магнитного поля, деформации, изменения температуры. Ферромагнетики являются сильно магнитными средами (в отличие от диамагнетиков и парамагнетиков) - внутренне магнитное поле в них может в сотни и тысячи раз превосходить внешнее поле.
• 38 Вектор магнитной индукции В служит силовой характеристикой магнитного поля и численно равен (в СИ) отношению силы, действующей на заряженную частицу со стороны магнитного поля, к произведению абсолютной величины заряда и скорости частицы, если направление где Цо - магнитная постоянная, равная 4-я* 10’⁷ Гнм'¹ (генри на метр)³⁹; х' - безразмерная величина, характеризующая магнитные свойства диамагнетика. Для всех диамагнетиков, в том числе и для морской воды, х' < 0, т. е. вектор магнитной индукции собственного магнитного поля, создаваемого диамагнетиками при его намагничивании во внешнем магнитном поле, направлен в сторону, противоположную внешнему.

С х' связана другая безразмерная величина - относительная магнитная восприимчивость х_т , определяемая как (в СИ):

У воды х~10'⁵, поэтому практически х_т .

Магнитная восприимчивость, в свою очередь, зависит от вектора намагничивания J, создаваемого внешними магнитными полями, и вектора магнитной напряженности Н⁴⁰:

Магнитная восприимчивость %_т воды очень мала и слабо зависит от ее температуры (табл. 8.2).

С магнитной восприимчивостью связана магнитная про

ницаемость ц среды:

скорости частицы таково, что эта сила максимальна. Единица магнитной индукции - ньютон на ампер-метр - носит наименование тесла (Тл). Тл=кг с'² аЛ

• 39 Генри - единица индуктивности. Он равен индуктивности цепи, с которой при силе постоянного тока в ней один ампер сцепляется магнитный поток один вебер, т. е. Гн=Вб А'^|=м² кгс*² А'².
• 40 Напряженность магнитного поля Н - количественная характеристика магнитного поля, не зависящая от магнитных свойств среды и равная магнитной индукции, деленной на абсолютную магнитную проницаемость, т. е. Н = В/(ц₀ ц)Для воды ц<1. Магнитная проницаемость морской воды, как видно из формулы (8.7), мало отличается от единицы, поэтому в практике величину р. при различных частотах, температурах и концентрациях солей принимают постоянной и равной единице.

Таблица 8.2

Зависимость магнитной восприимчивости Хт от температуры по [37]

Задачи и вопросы для повторения

• 8.1. Какой параметр отражает способность морской воды изменять свою электрическую индукцию под влиянием внешнего электрического поля?
• 8.2. Что понимается под удельной электропроводностью и что она характеризует?
• 8.3. Какие параметры морской воды влияют на ее удельную электропроводность и как?
• 8.4. Зависит ли удельная электропроводность от изменения относительного состава ионов морской воды?
• 8.4. Что такое электрическая проницаемость?
• 8.5. Какие виды поляризации можно выделить у морской воды?
• 8.6. К какой группе веществ относится морская вода по своим магнитным свойствам: диамагнетикам, парамагнетикам или ферромагнетикам?
• 8.7. Что такое магнитная восприимчивость?