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 boʻlsa, formula quyidagicha boʻladi: $\mathbf {m} =IS\mathbf {n} ,$ 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 koʻpaytmasiga teng. Magnit momentning yoʻnalishi gimlet qoidasi bilan oqim yoʻnalishi bilan bogʻliq.

Magnit moment magnit maydon hosil qiluvchi magnit yoki boshqa obyektning magnit kuchi va yoʻnalishi. Magnit momentlarga ega boʻlgan jismlarga elektr tokining halqalari (elektromagnitlar kabi), doimiy magnitlar, elementar zarralar (elektronlar kabi), turli molekulalar va koʻplab astronomik obyektlar (masalan, koʻplab sayyoralar, baʼzi oylar, yulduzlar va boshqalar) misol boʻla oladi.

Aniqrogʻi, 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 obyektlar uchun dipol momentiga qoʻshimcha ravishda yuqori tartibli atamalar (masalan, magnit toʻrtburchak moment) kerak boʻlishi mumkin.

Obyektning magnit dipol momenti obyekt maʼlum bir magnit maydonda boshdan kechiradigan moment nuqtai nazaridan osongina aniqlanadi. Xuddi shu qoʻllaniladigan magnit maydon katta magnit momentlarga ega boʻlgan narsalarda katta momentlarni hosil qiladi. Ushbu momentning kuchi (va yoʻnalishi) nafaqat magnit momentning kattaligiga, balki uning magnit maydon yoʻnalishiga nisbatan yoʻnalishiga ham bogʻliq. Shuning uchun magnit momentni vektor deb hisoblash mumkin. Magnit momentning yoʻnalishi magnitning janubidan Shimoliy qutbiga (magnit ichida) ishora qiladi.

Magnit dipolning magnit maydoni uning magnit dipol momentiga mutanosibdir. Obyekt magnit maydonining dipol komponenti uning magnit dipol momenti yoʻnalishiga nisbatan nosimmetrikdir va obyektdan masofaning teskari kubi sifatida kamayadi.

Taʼrifi

Magnit momentni obyektdagi tekislash momentini tashqi qoʻllaniladigan magnit maydondan maydon vektorining oʻziga bogʻlaydigan vektor sifatida aniqlash mumkin. Munosabatlar tomonidan berilgan:

bu yerda dipolga taʼsir qiluvchi moment, B tashqi magnit maydon va m magnit moment.

Bu taʼrif, qoida tariqasida, nomaʼlum namunaning magnit momentini qanday oʻlchash mumkinligiga asoslanadi. Oqim tsikli uchun bu taʼrif magnit dipol momentining kattaligiga, pastadir maydonining joriy vaqtlari mahsulotiga tenglashishiga olib keladi. Bundan tashqari, ushbu taʼrif har qanday maʼlum makroskopik oqim taqsimoti uchun kutilgan magnit momentni hisoblash imkonini beradi.

ikinchi formula

Muqobil taʼrif magnit momentni termodinamikani hisoblash uchun foydalidir. Ushbu taʼrifda tizimning magnit dipol momenti uning ichki energiyasining salbiy gradyanidir, u_int, tashqi magnit maydonga nisbatan:

Umuman olganda, ichki energiyaga tizimning oʻz-oʻzini maydon energiyasi va tizimning ichki ishlarining energiyasi kiradi. Masalan, tashqi maydonda 2p holatdagi vodorod atomi uchun oʻz-oʻzini maydon energiyasi ahamiyatsiz, shuning uchun ichki energiya asosan Kulon potentsial energiyasi va elektronning kinetik energiyasini oʻz ichiga olgan 2p holatining oʻziga xos energiyasidir. Ichki dipollar va tashqi maydonlar orasidagi oʻzaro taʼsir-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) oʻlchovli ekvivalent boʻlsa-da, momentlar hech qachon energiya birliklarida ifodalanmaydi.

CGS

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

SI

Yorugʻlik tezligir magneton

Magnitlanish bilan bogʻliqlik

Magnit moment-bu butun obyektning magnit kuchini tavsiflovchi miqdor. Baʼzan, obyektning aniq magnit momentining qancha qismi ushbu magnitning maʼlum 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 koʻpincha 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 boʻyicha integratsiyani bildiradi. Yagona magnitlanish uchun (bu yerda ham kattaligi, ham yoʻnalishi M butun magnit uchun bir xil (masalan, toʻgʻri 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 koʻpincha sotuvda mavjud boʻlgan ferromagnit materiallar uchun moddiy parametr sifatida roʻyxatga olinmaydi. Buning oʻrniga 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: