Техника - молодёжи 1951-04, страница 15

Можно проделать еще один опыт, подтверждающий «еолчко-обраяное» вращение электронно. Если привести в быстрое вра'цение стерженек, сделанный иа ферромагнитного материала, то стерженек намагничивается. Причина этого заключается в том, что при раскручивании стержня оси вращения электронов ориентируются в одном направлении, а следовательно, ориентируются и машитные моменты всех электронов-

ные обнаружили, как подношенный стерженек повернулся.

Следовательно, И орбитальные кольца и электроны в атоме имеют магнитные моменты и ведут себя подобно элементарным магнитикам.

Магнитное поле атома может быть сильнее или слабее, в зависимости от того, как ориентированы в общем «пучке» магнитные моменты отдельных электронов.

Магнитные моменты будут складываться, если направление их параллельно.

При встречном же направлении магнитные моменты, наоборот, компенсируют друг друга, вследствие чего у атома магнитное поле будет отсутствовать.

Магнитное поле атома создается и атомным ядрам,— его порождает движение протонов и нейтронов. Однако это «ядерное» магнитное поле в тысячу раз слабее «электронного».

Таким образом, магнитные свойства вещества зависят в основном от магнитных моментов электронов и, как выяснилось, даже не всех электронов, а только некоторых. Так, например, из 26 электронов атома железа только три, а в атоме никеля всего лишь один из 28 электронов являются причиной ферромагнитных свойств их атомов.

Все вещества - твердые, жидкие и газообразные — являются магнитными.

Одни из них, подобно железу, сильно притягиваются электромагнитом — это так называемые ферромагнетики. Другие, как, например, алюминий, притягиваются ® 'миллион раз слабее железа — ото так называемые парамагнетики.

И, наконец, есть такие вещества, как висмут, которые не только не притягиваются, но даже отталкиваются от электромагнита, словно это вещество намнг-ничено -«наоборот». Их называют диамагнетиками.

Диамагнитные свойства присущи атомам, не обладающим собственным магнитным моментом.

Попав в магнитное споле и начав под его воздействием быстро вращаться, эти атомы приобретают магнитные свойства. Образующийся у атомов магнитный момент ориентирован -таким образом, что между атомом и намагнитившим его внешним полем возникают силы отталкивал ия.

Диамагнитный .момент возникает у всех без исключения атомов. Однако Ь случае, когда атомы обладают собственным магнитним моментом, диамагнитное действие заметно проявиться Кб может, так как возникающий

Магнитные моменты атома создаются и движением электрона на орбите и собственным вращением электрона. Причиной ферромагнетизма, на котором основана работа таких приборов и аппаратов, как постоянные магниты, реле, репродуктор, компас, телефон и другие, являются в основном магнитные моменты вращающихся электронов.

диамагнитный -момент несравненно меньше магнитных моментов самих атомов.

Магнетизм парамагнитных веществ объясняется магнитным моментом орбит электронов.

Причина же ферромагнетизма кроется в собственном магнетизме электронов.

В историю познания ферромагнитных явлений самые блистательные главы внесены советскими физиками.

Долгое время зарубежные физики пробовали объяснить ферромагнетизм тел одним только взаимодействием магнитных полей отдельных атомов. Однако, как показали опыты советского ученого Я. И. Френкеля, это предположение было неверным.

Френкель сфотографировал след пучка быстрых электронов один раз после прохождения их через ненамаг-ниченный, а другой раз через намагниченный листочек никеля. Величина смещения следа оказалась значительно меньше той, которую можно было ожидать при условии действия между атомами магнитных полей.

Работы советских ученых обнаружили существование в ферромагнитных телах сил, значительно более мощных, чем -магнитные поля. Эти силы обеспечивают самопроизвольное намагничивание крохотных областей, содержащих, однако, внутри себя биллионы атомов. Эти силы ориентируют в одном направлении магнитные моменты электронов всех этих атомов.

Таким образом, ферромагнитное тело состоит из множества -готовых (крошечных магнитиков. Сущность намагничивания таких тел заключается в том, что внешнее магнитное шоле ориентирует в одном направлении эти магнитики.

Советский ученый Н. С. Акулов с помощью замечательного опыта воочию показал существование в ферромагнетиках микроскопических областей самопроизвольного намагничивания.

Н. С. Акулов, нанеся на поверхность намагниченного образца слой жидкости, содержащей железную пыль, получил узоры, образованные пыльцой, осевшей по границам между областями самопроизвольного намагничивания.

Акуловым оке был открыт кардинальный закон, управляющий ферромагнитными явлениями, — закон магнитной анизотропии.

Этот закон показывает, как меняются магнитные свойства кристаллов ферромагнитных металлов в зависимости от того, в каком направлении мы рассматриваем этот кристалл.

На магнетизм атомов существенным образом влияет температура.

Понижение или повышение энергии теплового движения частиц веществ отражается на магнитном состоянии тела.

При температуре, близкой к абсолютному нулю, способность парамагнитных тел намагничиваться становится примерно такой же, как и у ферромагнитных веществ при комнатной температуре.

Ферромагнитные тела с понижением температуры также увеличивают свою способность к намагничиванию, но, однако, слабее, чем парамагнитные.

При повышении температуры способность ферромагнитных веществ к намагничиванию -медленно уменьшается.

Однако при температуре в 768'С происходит резкий скачок. Железо сразу же превращается из ферромагнитного вещества в парамагнитное. При этой температуре области самопроизвольного намагничивания разрушаются.

Теоретические изыскания -советских ученых помогают инженерам еще лучше использовать для технических целей ферромагнитные явления.

(Продолжение следует)