Презентация на тему "Магнітні матеріали"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Магнітніматеріали

  та їхзастосування

• 
  Слайд 2

  Магнітнівластивостіатомів

  На основіекспериментальнихдослідженьітеоретичнихузагальнень, можназробитивисновок. щоєдинимиджереламимагнітногополя у вакуумієрухомівільніелектричні заряди абоструми в провідниках. У речовині, крімцього, магнітне поле створюєтьсярухомимиелектричнозарядженимичастинкамивсередині самих атомів та молекул. Цепідтверджуєідею Ампера, що магнетизм речовиниможнапояснитинаявністюмікроскопічнихелектричнихструмів, рівномірнорозподілених в усьомуоб’єміречовини. Як відомо, щоречовинаскладаєтьсязчастинокіцічастинкиперебувають у безперервномурусіізцимирухамипов’язанімеханічний та магнітниймоменти. За сучаснимипоглядамимагнітнівластивостіречовинизумовленітрьома причинами: 1) орбітальниммагнітним моментом електронів, якийвиникаєвнаслідокїхніхрухівнавколоядер; 2) магнітним моментом електронів, якийперебуває у певномуспіввідношеннізїхнімвласниммеханічним моментом – спіном. Спіномелектронаназиваютьйоговласниймеханічний момент імпульсу; 3) власниммагнітним моментом атомних ядер.

• 
  Слайд 3

  Постійниймагніт — найпростіший приклад магнітного диполя

• 
  Слайд 4
  
• 
  Слайд 5

  Видимагнетиків

  Під час внесеннядовільноїречовини у зовнішнємагнітне поле вона намагнічується. Речовини в зовнішньомумагнітномуполізмінюються так, щосамістаютьджереламимагнітногополя, їхназивають магнетиками. При цьому в кожнійточці простору, де єречовина, індукціямагнітного поля дорівнюєвекторнійсумііндукційзовнішньогомагнітногополяімагнітногополя магнетика. Набуттямагнітнихвластивостейречовиноюпіддієюмагнітного поля називаютьнамагнічуванням магнетика. Магнетики поділяють на три класи: діамагнетики, парамагнетики іферомагнетики. Більшістьречовин у зовнішньомуполінамагнічуютьсяслабко (діа-і парамагнетики). Сильнімагнітнівластивостімаютьтількиферомагнітніречовини (залізо, нікель, кобальт, їхнісплави). Значнакількістьмагнетиківпісляприпиненнядіїзовнішньогомагнітного поля втрачаєнамагнічення. Однакєречовини, в якихнамагніченнязалишається на довгий час, ітількимеханічнимидіямиабонагріваннямїхможнарозмагнітити. Такінамагніченітіланазиваютьпостійнимимагнітами.

• 
  Слайд 6

  Вектор намагніченості. Магнітнапроникність

  Рівеньвзаємодіїречовиниі поля описуєфізична величина — магнітнапроникність. Вона дорівнюєвідношеннюмагнітноїіндукції поля в речовині В до магнітноїіндукціїзовнішньогополя В0. Магнітнапроникністьєбезрозмірноювеличиною.

• 
  Слайд 7

  Діамагнетики

  Під час внесеннядіамагнетиків у зовнішнємагнітне поле в електроннихоболонкахатомів, за законом електромагнітноїіндукції, виникаютьіндукованіколовіструми. Ціструмистворюютьдодатковімагнітнімоментиатомів, напрямлені за законом Ленца, протинапрямузовнішньогомагнітногополя. Речовини, в атомах якихорбітальнііспіновімагнітнімоментиелектронів, якщонемаєзовнішньогомагнітного поля, євзаємноскомпенсованими, називаютьдіамагнетиками. Властивістьречовиннамагнічуватисьпротилежно до зовнішньогомагнітного поля називаютьдіамагнетизмом. Діамагнетизм, абодіамагнітнийефект, властивийвсімречовинам, оскількивінпов’язанийзвиникненнямдодатковихколовихрухівелектронів в атомах речовинізміноюїхньоїчастотиобертанняпідчасвнесення в зовнішнє поле.

• 
  Слайд 8
  
• 
  Слайд 9

  Парамагнетики

  Якщо над полюсними наконечниками закріпити на плечітерезівалюмінієву кульку, то при замиканні кола живлення вона втягуватиметься в простір, демагнітнаіндукціяматимебільшезначення . Подібним чином буде поводити себе ірозчин хлорного заліза в воді. ЯкщооднеколіноU-подібної трубки зрозчиномрозмістити так, щорівеньрідинизнаходитиметьсянижчеполюснихнаконечників, то при появі струму в котушкахелектромагнітарідина буде втягуватися в простірміж полюсами . Такіявищаназиваютьпарамагнітними, а саміречовини — парамагнетиками.

• 
  Слайд 10

  Феромагнетики

  Речовини, які сильно взаємодіютьзмагнітним полем, назвали феромагнетиками. З чистихречовинчітковираженіферомагнітнівластивостімаютьлишезалізо, нікель, кобальт ігадоліній. Протеіснуєдужебагатоштучнихферомагнетиків, виготовлених на основінавіть не феромагнітнихречовин. Середнихособливопоширені — ферити. Відмітноюознакоюферомагнетиківєїхдуже велика магнітнапроникність. Так, чистезалізо, тривалий час відпалене у водні, маємагнітнупроникність до 340 000. Високамагнітнапроникністьферомагнетиківпояснюєтьсяособливостямиїхкристалічноїбудови. Маючипевніособливості в забудовіелектроннихорбіт, атомиферомагнетикаоб'єднуються так, що вся речовинаподіляється на домени. Домени — цеобластіферомагнетики, в якихатомирозміщенівпорядковано. Така область нагадує маленький постійниймагнітик. Вінмаєвласнемагнітне поле як результат накладаннямагнітнихполівусіхатомів, щовходятьв домен.

• 
  Слайд 11
  

  Багатовластивостейферомагнетиківєпохіднимивідїхкристалічноїбудови. При внесенніферомагнетиків у магнітне поле фізичнізміни в них відбуваються на рівнікристалічноїґратки. Тому вони маютьспецифічнімагнітнівластивостііскладаютьокремийклас. Найтиповішоювластивістюферомагнетиківєнелінійний характер процесуїхнамагнічення. Якщоферомагнетик внести в магнітне поле іпоступовозбільшуватимагнітнуіндукціюцього поля, то магнітнаіндукція у феромагнетику не буде пропорційноюзовнішній. Це добре видно на графіку мал. 6.31. При поступовомузбільшеннімагнітноїіндукціїзовнішнього поля магнітнаіндукція у феромагнетикуспочаткузростаєповільно (ОА), потім — швидше (АВ), а потімзновузростанняуповільнюється (ВС). Лише при досягненні так званого насичення (CD) магнітнаіндукція в феромагнетикузростаєлінійно. З такого складного характеру намагніченняможназробитивисновок, щомагнітнапроникність не залишаєтьсяпостійною. Кристалічна структура феромагнетика, як ібудь-якогокристала, залежитьвідтемператури. При збільшеннівнутрішньоїенергіїтемператураферомагнетиказростаєізмінюютьсяйогомагнітнівластивості.

• 
  Слайд 12

  Наприклад. Ознайомимосяз гіпотезою Ампера.

  ЕрстедрозіславстаттюзописомсвоїхдослідівусімпровіднимнауковцямЄвропи. Французький математик іфізик А. Ампер упершепочув про дослідиЕрстеда на засіданніФранцузькоїакадемії наук 4 вересня 1820 р. івже за тижденьпродемонструваваудиторіївзаємодіюдвохпаралельнорозташованих провідників зі струмом.

• 
  Слайд 13
  

  Крім того, Ампер довів, щокотушки, по яких проходить струм, поводяться як постійнімагніти.

• 
  Слайд 14
  

  Проаналізувавширезультатидослідів, Ампер зробивдекількависновків. 1. Навколопостійногомагніту, абопровідниказіструмом, абобудь-якоїрухомоїзарядженоїчастинкиіснуємагнітне поле. 2. Магнітне поле дієздеякою силою на зарядженучастинку, щорухається в цьомуполі. 3. Електричний струм являє собою напрямленийрухзарядженихчастинок, тому магнітне поле діє на провідникзіструмом. 4. Взаємодіюпровідниказіструмоміпостійногомагніту, а такожвзаємодіюпостійнихмагнітівможнапояснити, припустивши існуваннявсерединімагнітунезгасаючихмолекулярнихелектричнихструмів. (Цеприпущення назвали гіпотезою Ампера. Гіпотеза Ампера тількичастковопояснюємагнітнівластивостіречовини. Сучасніуявлення про природу магнетизму ґрунтуються на законах квантовоїмеханіки.)

• 
  Слайд 15
  

  Таким чином, усімагнітніявища Ампер пояснюваввзаємодієюзарядженихчастинок, щорухаються; взаємодіяздійснюється через магнітні поля цихчастинок. Магнітне поле — особлива форма матерії, яка існуєнавколозарядженихчастинокаботіл, щорухаються, ідієздеякою силою на іншізарядженічастинкиаботіла, щорухаються у цьомуполі.Вивчаємомагнітне поле котушкизіструмом. Звернемося до одного здослідів Ампера. Змотаємоізольованийпровід у котушкуйпустимо по ньому струм. Якщотепернавколокотушкирозміститимагнітністрілки, то до одного торцякотушкистрілки повернуться північним полюсом, а до другого — південним .

• 
  Слайд 16
  

  Отже, навколокотушкизіструмоміснуємагнітне поле.Як іштабовиймагніт, котушказіструмоммає два полюси — південнийіпівнічний. Полюсикотушкирозташовані на їїторцях, іїх легко визначити за допомогоюправої руки. А саме: якщочотиризігнутіпальціправої руки спрямувати за напрямком струму в котушці, то відігнутий великий палецьукаженапрямок на північний полюс котушки.

• 
  Слайд 17
  
• 
  Слайд 18

  Підбиваємопідсумкигіпотези Ампера.

  Якщо в провіднику проходить електричний струм, то магнітнастрілка, розташованапоблизупровідника, орієнтуєтьсяпевним чином. Цевідбувається тому, щонавколопровідниказіструмоміснуємагнітне поле. Магнітне поле — особлива форма матерії, яка існуєнавколозарядженихчастинокаботіл, щорухаються, ідієздеякою силою на іншізарядженічастинкиаботіла, щорухаються у цьомуполі. Напрямоклініймагнітного поля провідниказіструмомможнавизначити за допомогою правила свердлика: якщовкручуватисвердлик за напрямком струму в провіднику, то напрямокобертання ручки свердликавкаженапрямоклініймагнітного поля струму, їхнійнапрямокможнатакожвизначити за допомогою правила правої руки. Котушказіструмом, як іпостійниймагніт, має два полюси. їхможнавизначити за допомогоюправої руки: якщочотиризігнутіпальціправої руки спрямувати за напрямком струму в котушці, то відігнутий великий палецьукаженапрямок на їїпівнічний полюс.

• 
  Слайд 19

  Висновок. Магнітніматеріали та їхзастосування.

  При взаємодіїзмагнітним полем змінюються не тількимагнітнівластивостіречовин, а йінші — механічні, теплові, електричні, оптичніінавітьхімічні. Одним ізцікавихприкладіввикористаннядіїмагнітного поля на речовинує «омагнічення» води. Пройшовшикрізьмагнітне поле, вода набуваєновихвластивостей. Така вода не утворюєнакипу в парових котлах, щодаєзмогувикористовуватиїї без додатковогохімічногооброблення. Бетон, замішаний на «омагніченій» воді, міцніший, ніжзвичайний. Явищепідсиленнямагнітногополяферомагнетикамивикористовується в різнихелектротехнічнихприладах: електромагнітних кранах, реле, електродвигунах, трансформаторах. Для цьоговикористовуютьсяспеціальнісортиелектротехнічноїсталі. Важкоуявитисучаснурадіоелектроніку без елементівізштучнихферомагнетиків -феритів. З них виготовляютьсяантени, осердяколивальнихконтурівтатрансформаторів. Набулипоширенняферитовіпостійнімагніти.

• 
  Слайд 20
  

  Без магнітнихматеріалів не можнауявитисучасніметодизаписуінформації. Типовим прикладом пристрою для запису на магнітнійплівціємагнітофон . У цьомуапаратівикористовуєтьсяспеціальнаплівка, покрита тонким шаром феромагнітногоматеріалу. Зміннийелектричний струм відпідсилювачанадходить у спеціальнузаписуючу головку, щомаєкотушкузферомагнітнимосердям, в якому е вузькащілина. При проходженні струму котушкоювщілиніголовкиз'являєтьсямагнітнеполе, магнітнаіндукціяякогозмінюється. Коли плівка проходить над головкою, на нійзалишається низка намагніченихділянок, відповіднихзмінному струму, якийподається в головку. Подібнийфізичнийпроцесвідбуваєтьсяпід час записуінформації на диску вінчестеравсучасномукомп'ютері. При відтвореннізаписаноїінформаціїплівказдійснюєрух над магнітною головкою, в якійзавдякиелектромагнітнійіндукціїзбуджуєтьсязміннийелектричний струм, котрийпісляпідсилення в ньомупідсилювачіподаєтьсянагучномовецьчиіншийаналізуючийприлад.

• 
  Слайд 21
  

  Роботу виконала Учениця 11А класу КЗОСЗШ № 55 Ковтун Анастасія