Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dziewiętnasty 22 kwietnia 2010.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dziewiętnasty 22 kwietnia 2010."— Zapis prezentacji:

1 Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dziewiętnasty 22 kwietnia 2010

2 Z poprzedniego wykładu Pole elektryczne na zewnątrz ferroelektryka Relaksacja w dielektrykach Drgania plazmowe Materia w polu magnetycznym: zachowanie Bi, Al, O 2, wektor M Woltomierz homodynowy

3 Drgania plazmowe Poniżej częstości plazmowej nośniki skutecznie ekranują wnętrze przewodnika Powyżej nośniki drgają w przeciwfazie – nie ekranują, przewodnik jest przezroczysty W metalu częstość plazmowa jest typowo w obszarze nadfioletu – srebrny kolor. Wyjątki – miedź, złoto W półprzewodnikach szeroki zakres zmienności koncentracji nośników, a więc i częstości plazmowej – do dalekiej podczerwieni

4 Namagnesowanie M (pseudowektor) Gęstość objętościowa mikroskopowego momentu magnetycznego W geometrii podłużnej (długa pusta zwojnica) czyli Uwzględniając wkład od namagnesowania Natężenie H pola magnetycznego reprezentuje wkład do indukcji, którego źródłami są prądy makroskopowe Makroskopowy moment magnetyczny Powyższe równanie jest ważne w każdej geometrii (jak dla pola elektrycznego)

5 Indukcja B i nat ęż enie H pola magnetycznego Prawo Ampèrea możemy teraz zapisać przy czym oraz Uwaga: jeśli nie płyną prądy makroskopowe, to nie oznacza, że H znika, a tylko że jest bezwirowe!

6 Podatno ść i przenikalno ść magnetyczna W przybliżeniu liniowym Podobnie jak dla pola elektrycznego oprócz podatności wprowadza się przenikalność magnetyczną Mamy wtedy

7 Warunki ci ą gło ś ci Podobnie, jak w elektrostatyce, dla magnetyków bez prądów makroskopowych Składowa styczna H do granicy ośrodków jest ciągła Składowa normalna B do granicy ośrodków jest ciągła Uzasadnienie: bezwirowość pola H i bezźródłowość pola B l S (1)(1) (2)(2) Nie ma prądów makroskopowych Nie ma monopoli magnetycznych

8 Warunki ci ą gło ś ci - konsekwencje Krążek namagnesowany wzdłuż osi, nie ma pola zewnętrznego B H Na zewnątrz B = 0 H Wewnątrz B = 0 H + 0 M mniejsze niż 0 M H - pole demagnetyzacji; może wpływać na wartość (wektorową) M (analogiczne zjawisko rozważaliśmy w elektrostatyce) Wniosek: pole wychodzące z magnesu nie jest największe na osi!

9 Ferroelektryk i magnes Ładunek związany = P Jak kondensator S S S N N N Ładunki magnetyczne m = M Prąd po obwodzie lub prawo Coulomba lub prawo Biota-Savarta To samo!

10 Pole na osi magnesu o kształcie walca (w analogii do modelu Szymachy wprowadzonego dla zwojnicy) Od namagnesowania wewnątrz B = 0 M Przy górnej powierzchni wewnątrz walca (zob. wykład 1) H - pole demagnetyzacji wytwarzane przez warstwy gęstości powierzchniowej ładunku magnetycznego d 2R Poprawka na skończoną grubość kondensatora

11 Pole na osi magnesu o kształcie walca – przypadki szczególne Długi walec Cienki plasterek Wąska szczelina w długim walcu Przy powierzchni

12 Rozrywanie magnesu F Na przykład przy indukcji 1 T i powierzchni 1 cm 2 spodziewamy się siły rzędu

13 Zale ż no ść namagnesowania od nat ęż enia pola magnetycznego W przybliżeniu liniowym określona przez podatność Podobnie jak dla pola elektrycznego oprócz podatności wprowadza się przenikalność magnetyczną Mamy wtedy

14 Moment magnetyczny i elektryczny moment dipolowy Siła działająca w polu elektrycznym (magnetycznym) dipol elektrycznydipol magnetyczny Moment siły w polu (iloczyn skalarny odnosi się do współrzędnych operatora ) Dipol indukowany wciągany w pole Dipol indukowany: wciągany lub wypychany Ustawia się wzdłuż polaWzdłuż lub w poprzek

15 Klasyfikacja empiryczna zjawisk magnetycznych Diamagnetyzm: < 0, Przykłady diamagnetyzmu Zwykły: słaby, nie zależy od T (np. Bi) Efekt Meissnera: = -1 (nadprzewodnik) Paramagnetyzm: 0 < << 1, zazwyczaj maleje ze wzrostem T Przykłady paramagnetyków Al (nietypowy, nie zależy od temperatury) (Cd,Mn)Te O 2 Oba powyższe efekty są słabe (z wyjątkiem nadprzewodnika) Cdn…

16 Pomiar namagnesowania Metoda ekstrakcyjna Metoda wibracyjna (Fonera) Susceptometr AC SQUID Iloczyn indukcji i jej gradientu stały w pewnym obszarze Metoda Faradaya (pomiar podatności)

17 Metoda ekstrakcyjna pomiaru namagnesowania mV Pomiar różnicy napięć indukowanych w dwóch zwojnicach nawiniętych w przeciwnym kierunku Przesunięcie momentu magnetycznego między cewkami generuje impuls napięcia. Całka z impulsu po czasie jest proporcjonalna do tego momentu. W materiale pozbawionym trwałego namagnesowania moment magnetyczny jest wytwarzany przez pole magnetyczne dodatkowej zewnętrznej zwojnicy. I Układ jest niewrażliwy na zmiany w czasie jednorodnego pola magnetycznego.

18 Czy magnetometry mierz ą moment magnetyczny? I 2S2S 2I2I S ?=?= Tylko, jeśli próbka dostatecznie mała Przykład: magnetometr ekstrakcyjny

19 Susceptometr AC mV Pomiar różnicy napięć indukowanych w dwóch zwojnicach

20 Vibrating Sample Magnetometer

21 Magnetometr Fonera V~ Pomiar różnicy napięć indukowanych w dwóch zwojnicach Drgania próbki obdarzonej momentem magnetycznym generują napięcie zmienne wykrywane przez woltomierz homodynowy. W materiale pozbawionym trwałego namagnesowania moment magnetyczny jest wytwarzany przez pole magnetyczne dodatkowej zewnętrznej zwojnicy. I Układ jest niewrażliwy na zmiany w czasie jednorodnego pola magnetycznego. Lock-in Wibrator Amplituda indukowanego napięcia zmiennego jest proporcjonalna do momentu magnetycznego w przybliżeniu małej próbki.


Pobierz ppt "Elektryczno ść i Magnetyzm Wykład: Jan Gaj Pokazy: Tomasz Kazimierczuk/Karol Nogajewski, Tomasz Jakubczyk Wykład dziewiętnasty 22 kwietnia 2010."

Podobne prezentacje


Reklamy Google