Magnetické pole v látce. I e

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Magnetické pole v látce. I e"

Helena Doležalová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 agnticé p v átc Pdbně ja u tricéh dipóu v trstatic, vynin význa agnticéh dipóu až thdy, dyž zuá agnticé p n puz v vauu, a taé v htné prstřdí (áta, agntiu). Z trstatiy ví, ž v átách xistují vné nábj, tré s hu phybvat a vytvářt prudy, a taé nábj vázané, tré sic nhu pustit svj íst v strutuř áty, a svý aý psun v tricé pi vytvářjí tricé dipóy. Ja příad tavéh chvání js uvdi psun adnéh jádra atu v sěru tricé intnzity a záprnéh trnvéh bau (jh cntra) v sěru pačné. Ovš i vázané nábj vytvářjí prudy - a právě at j taé vhdný příad vždyť trn bíhající jádr vastně vytváří tricý prud btéající nějau vi au pšu (viz br.) vzniá ta agnticý dipó s dipóvý nt : dipóvý nt atu jádr x y trn Pzn. : Etrnvý prud j žn taé dbř vypčítat : jstiž přdpádá, ž trn s nábj bíhá jádr p (ruhvé) dráz s pridu běhu T (frvncí f ) a přdstaví si nějau pchu příčnu dráz trnu pt za sundu nastan f běhů trnu, a tdy f - rát s přns přs tut pchu nábj visti, a pd dfinic j tdy tricý prud : dq dt f [sc] f Pzn. : Přdstava trnu bíhajícíh jádr nní sic v suadu s dnšní d atu, jd vastně pantární d Ruthrfrdův, případně hrův, vi čast j vša žn tut přdstavu pužít, aniž s dstan s sučasnu fyziu d spru. Každá áta bsahuj vš brvsé nžství atů, tdy taé agnticých (i tricých) dipóů. Jdná s sutčně npřdstavitně vé pčty řádu Avgadrva čísa, tdy asi 6.0 atů v jdn u (tj. řádvě dsíty graů áty). Uvažuj dá bcně : nchť v aé bju xistuj agnticých dipóů s dipóvýi nty (viz br.) :

2 4 Jjich sučt pa nazv cvý agnticý dipóvý nt v bju : d A anagicy ja u tricéh p v átc dfinuj nvu fyziání vičinu vztah : d vtr agntizac ditria vně : vtr agntizac ditria j cvý agnticý dipóvý nt v jdntc bju, tdy (bjvá) hustta (cvéh) agnticéh dipóvéh ntu v dané ístě áty. V zváštní (a časté) případě hgnníh agntia, tré á stjné vastnsti (stjné dipóy) v všch ístch, bud pa :... A pr cvý dipóvý nt vznin jdnduchý vztah : d Ktrý dsadí d vztahu pr agntizaci : d Jstiž jště značí : n (bjvá) ncntrac agnticých dipóů Pa pr agntizaci v hgnní átc patí jdnduchý tvar :

3 n n ituac j vš pněud pivanější i dyby v hgnní átc byy všchny dipóy stjné, jjich vtry a nbudu ít bcně stjný sěr. J t anagicé rintační parizaci ditria, při tré s půvdně náhdně rintvané tricé dipóy natáčjí d sěru tricéh p. agnticé dipóy jsu při nxistnci agnticéh p v htné prstřdí taé rintvány zca náhdně, a prt j jjich výsdný vtrvý sučt tj. cvý dipóvý nt v zvné bjvé ntu vždy nuvý (viz br.) : = 0 d 0 a sazřjě j pa nuvá taé agntizac (tzv. agnticy ěé áty): d 0 Tprv při vžní áty d (agnticéh) p vznin sivý nt (úěrný pi, viz inuá apita), trý začn táčt dipóy d sěru agnticé induc nůž vš způsbit nějau výraznu rtaci dipóů, nbť usí přnávat xistující vazbvé síy dipóů - způsbí tdy jn aé natční dipóů d sěru p - tzv. jv agntizac áty - taž v tt sěru vzniá výsdný dipóvý nt (a vtr agntizac ) - a s rstucí p s bě tyt vičiny sazřjě zvětšují. Pdbně ja u tricých dipóů i zd prt patí, ž u hgnních a iztrpních át (a agnticy ěých) j agntizac pří úěrná agnticéu pi :

4 nst. inární agntiu Z důvdů, tré jasně uvidí něi strán dá při zápisu Apérvá zána, s ficint tét úěry dfinuj až pr agnticu intnzitu : dfinic agnticé suscptibiity Kd vičina s nazývá agnticá suscptibiita prstřdí. Jjí hdnta závisí jdině na vastnstch zuané áty (na jjí strutuř, druhu záadních částic, vazbních siách.). Pzn.. : Odvzný vztah pr vtr agntizac : n n j pa žn pnchat v patnsti, při jdnduché dvé přdstavě, ž agntizaci áty vyjádří nší pčt axiáně zrintvaných dipóů a ž s rstucí agnticý p s ncntrac těcht dipóů úěrně zvyšuj : n Pzn.. : Druhá část brázu tdy uazuj nráný stav dna zagntizvané áty, trý by u agnticy ěých át h nastat jdině v xtréně siné pi, nb - viz dá : Pzn.. : V aé, a význané supině agnticy tvrdých át (trvaé agnty) jsu i v nuvé vnější pi všchny dipóy axiáně zrintvány a vtr agntizac á nstantní hdntu : d nst. agnticy tvrdé áty Přdchzí rvnic nás taé přivádějí úvahá, jaé j vastně agnticé p uvnitř áty, v ístě dipóů, zda j stjné ja by by v vauu. - a djd pět anagicý závěrů ja u tricých dipóů : P vžní htnéh prstřdí d vnějšíh agnticéh p djd jvu agntizac áty a zrintvané agnticé dipóy vytvří svj vastní, vnitřní agnticé p, tré s pd principu suprpzic sádá s půvdní vnější p a bě tyt p dhrady vytvří v átc výsdné agnticé p, tré j jistě dišné d půvdníh vnějšíh p : vně vastní J tdy jasné, ja dipóy vivňují, spuvytvářjí výsdné agnticé p v átc. Pr vantitativní ppis jjich půsbní a pr stanvní výsdnéh agnticéh p v átc s zavádí nvá fyziání vičina vtr agnticé intnzity násdující pstup : 4

5 Zv v ditriu spjitu pchu, hraničnu uzavřnu řivu. Pr studiu agnticéh p pužij Aprův zán, trý (stjně ja Gaussův zán v trstatic) spjuj zdrj (prudy, na pravé straně rvnic) a jjich důsd - agnticé p (agnticá induc, na vé straně rvnic) : dr Pr stanvní agnticéh p j tdy nutné určit prud tucí přs pchu : a rzdí d vaua, d hu téci puz prudy vných nábjů, v htné prstřdí (ja js uázai výš) xistují irspicé prudy vázaných nábjů (trnvé prudy) a pr stanvní jjich vivu na výsdné agnticé p ptřbuj tdy znát, jaý cvý irspicý prud přs pchu tyt prudy vytvářjí : + + Z brázu dbř vidí, ž uprstřd pchy j viv irspicých prudů nuvý, nbť z důvdů uzavřnsti trnvých prudů j výsdný nábj přnsný těit prudy přs pchu nuvý (nábj trnu přchází přs pchu střídavě běa sěry). Puz na raji pchy j tnt přnsný nábj různý d nuy (trn při své zpětné phybu in pchu ). Přdpádj hgnní a iztrpní átu, tj átu bsahující stjné dipóy stjných vastnstí a prvď s pcí násdujícíh brázu j dtainí rzbr situac pdé nějaéh ntu hraniční řivy : d 5

6 dr R Jstiž R j pěr pšy, pt přnsu nábj přs pchu zřjě přispějí všchny dipóy, tré ží (tj. jjich střdy) axiáně d vzdánsti právě R d hranic pchy, tzn. všchny dipóy v bju : d cs d Při ncntraci dipóů n (nžství v jdntc bju) j jjich pčt v tt bju : d n d A prtž aždý dipó přispívá svý trnvý prud, ta všchny tyt dipóy dhrady vytvářjí prud : d d n d Pužij jště dřív dvzný vztah pr vtr agntizac hgnníh a iztrpníh prstřdí a dstan jdnduchý výraz pr irspicý prud pchu, trý tč pdé ntu hraniční řivy : d n d d Cvý irspicý prud pchu pt dstan sčtní všch těcht výrazů pdé cé hraniční uzavřné řivy : ir d dr irspicý prud (pchu ) V bcnsti ůž jště přdpádat, ž přs pchu tč taé nějaý arspicý, byčjný prud vných nábjů (napříad v vdičích), pa cvý prud pchu bud sučt bu těcht prudů : 6

7 ir A tn usí vystupvat na pravé straně Apérvá zána : dr ( ir Dsaď za irspicý prud: dr ( ) dr ) Rvnici vyděí prabiitu vaua a intgrá z pravé strany přvd nav : dr dr ) tjné intgráy j vš žn sčíst : ( ) dr ) Vzniý výraz v závrc pa dfinuj vtr nvé fyziání vičiny agnticé intnzity : agnticá intnzita (vtr) Dstan tdy: dr Aprův zán v htné prstřdí (pr agnticu intnzitu) J ihnd zřjá výhda zavdní nvé fyziání vičiny agnticé intnzity : v Aprvě zánu zizí irspicý prud ir (jhž stanvní j bcně vi btížné, nbť závisí na irspicých vastnstch zuané áty) a zůstan ja dřív puz znáý (dbř ěřitný) prud vných nábjů. Tnt prud ůž vyjádřit (viz apita Etricý prud ) pcí prudvé hustty : dr i d A vu stranu Apérva zána upraví pcí tsvy věty : rt d i d Z rvnsti stjných intgráů pa pyn rvnst funcí : 7

8 i rt Aprův zán v htné prstřdí (dif.tvar) Vrať s nyní vtru agnticé intnzity, ja by výš dfinván : Osastatní agnticu induci : A nyní už dbř vidí, prč bya agnticá suscptibiita dfinvána ja ficint úěry zi agntizací a agnticu intnzitu : Jstiž ttiž tnt vztah dsadí d přdchzí rvnic : J pa žné jdnduché vytnutí prabiity vaua : ) ( A ůž dfinvat atriávé nstanty : r rativní prabiita prstřdí r prabiita prstřdí Dstává ta vztah znáý již z střdní šy : r vztah agnticé induc a intnzity Tnt vztah ůž dsadit d Aprva zána: dr A vznin ta jh daší pužitný tvar (v htné prstřdí, pr agnticu induci) : dr r Případně v difrnciání tvaru : 8

9 rt i r i Z bu těcht tvarů (a taé pří z vztahu agnticé induc a intnzity) j jasně vidět, jaé j vastně agnticé p v átc, prti vauu : Kdyby prud t v vauu, pa by pr agnticu induci vzniéh p pati pd Apérvá zána : dr A dyby stjný prud t v htné prstřdí, pa by agnticá induc spňvaa vztah : dr Vidí, ž pravá strana j nyní µ r r r vně : v htné prstřdí j agnticé p prudů). - rát větší nž v vauu, a prt usí tavá být i strana vá : r - rát větší, nž by by v vauu (d stjných Pd hdnty agnticé prabiity, případně suscptibiity rzišuj tři supiny át : ) Láty diaagnticé, tré agnticé p pněud zsabují ( 0, r, r ) ) Láty paraagnticé, tré agnticé p pněud zsiují ( 0, r, r ) V bu těcht případch j tdy agnticé p v átc jn á dišné d p v vauu, vá zěna nastan až u třtí supiny át : ) Láty fragnticé, tré agnticé p výrazně zsiují ( 0, r ) Tyt áty ají taé daší typicé vastnsti : jjich prabiita nní nstantní p vypnutí p s agntizac nvrátí na nuvu hdntu, dipóy zůstanu částčně rintvané (nc apity) (K.Rusňá, /05) 9

Podobné dokumenty

Elektrické pole v nevodivém prostředí

Elektrické pole v nevodivém prostředí eticé e v nevdivém středí V minué aite jsme již znai vdivé středí (nař. vvé těes), teé bsahuje vně hybivé nábje tzv. vné nábje. Jeh vastnsti byy dsti jednduché : V tavém těese je vždy nuvé eeticé e a všechna