r r r r r = qv B [ B] Pole magnetyczne Zagadnienia Siła Lorentza Źródło pola magnetycznego Wektor indukcji magnetycznej Wektor indukcji magnetycznej

Transkrypt

1 Zaganna ) Wkt nukcj agntycznj. ) Pą lktyczny jak źół la agntyczng. 3) n la agntyczng. 4) ła ntza. 5) Ruch cząstk w lu agntyczny. 6) Zasaa załana skttu aswg. 7) Efkt Halla. Wyznaczn kncntacj nśnków. 8) Pzwnk z ą w lu agntyczny. 9) Paw Aa. 0) nukcja la agntyczng wytwazang zz nskńczny stlnwy zwnk z ą ) Wzajn załywan zwnków z ą. ) Cwka z ą jak l la agntyczng. 3) Zasaa załana slnka lktyczg. 4) Własnśc agntyczn at (a-, aa- fagntyz). = 0 Pl agntyczn Ozaływan zwnka z ą na ustawn gły agntycznj Ost 80. P zan kunku zływu ąu zwt gły agntycznj zna sę na zcwny Źół la agntyczng aławana kulka n załuj z głą agntyczną kasu. uch łaunk n wytwazają la agntyczng n załują z l agntyczny Ozaływan z l lktyczny ła ntza = qe + q Ozaływan z l agntyczny. Puszając sę łaunk są ŹRÓDŁEM la agntyczng. Puszając sę łaunk ODDZAŁUJĄ z l agntyczny E Wkt nukcj agntycznj = q W zyaku, gy cząstka usza sę w kunku zgny z kunk nukcj la agntyczng t sła załająca na tę cząstkę jst ówna zu. = q sn [ ] = Tsla = T = C s l zsk 0-4 T Wkt nukcj agntycznj = q nukcja la agntyczng jst skwana wzłuŝ wyóŝnnj s, na któj sła załająca na uszającą sę cząstkę jst ówna zu = q sn [ ] = Tsla = T = C s l zsk 0-4 T

2 n la agntyczng n la agntyczng. Kzyw, któych styczn w kaŝy unkc kywają sę z kunk wkta nukcj la agntyczng. czba ln na jnstkę wzchn zna w łaszczyźn stałj ln jst cjnalna watśc wkta nukcj la agntyczng htt://hyhyscs.hy-ast.gsu.u/hbas/hfa.htl n la agntyczng są zawsz lna zaknęty, bjujący zwnk z ą Z wzglęu na analgę ęzy la agntyczny agnsów twałych slnów A (8-) sfułwał htzę uwaunkwanu właścwśc agnsów twałych wystęujący w nch kąa. Pla skzyŝwan Zaan Uszguj zstawn czty zyak wzglę watśc sły Wązka lktnów E załającj na uszającą sę, naławaną atn cząstkę, zy E 3 załŝnu, Ŝ cząstka znajuj sę w bszaz jnng la = E lktyczng agntyczng, któych kunk kazan na ysunku. 4 sn 90 = E E E V E 3 E 4 E = =0 E =0 V3 V4 Puszająca sę cząstka w lu agntyczny = q = = a = sn 90 = = = Cząstka w lu agntyczny = = = 840 π = ω = T π T = = ν T = T nutn

3 Ruch cząstk tz śubwy ktt aswy T uchu cząstk, któa usza sę w lu agntyczny z ękścą twzącą kąt z wkt nukcj tg la Pl lktyczn stacza naławanj cząstc ng, któa jst zkształcana w ngę kntyczną: = qu cząstka waa węc ky z ękścą: = T = T cs π T = π cs = qu = U + - W kz cząstka usza sę w jnny lu agntyczny nukcj ółkęgu nu uza w łytęśwatłczułą w lgłśc x unktu wjśca ky: U x = = = stą q q Ź x = q 8U Pwstawan atkwg la lktyczng (óŝncy tncjałów) w uszczny w lu agntyczny zwnku, zz któy zływa ą Zjawsk Halla V A V V A V V A > V V A < V Dśwaczn t Ŝ być wykzystan wyznaczna znaku wększścwych nśnków ąu (znak nśnków cyuj kunku layzacj łytk) V A Wyznaczn kncntacj nśnków = E E V h = E sn 90 = E U = j n = = U V VA E = j = n U n = = Uh = h U Ozaływan la agntyczng na zwnk z ą = q sn 90 q = t = = = =0 Mnt sły załający na akę z ą τ = sn τ = τ = = + τ = = b τ sn = ba { sn b a 3

4 Zasaa załana slnka załywan la agntyczng na zwnk z ą Pętla z ą uszczna w lu agntyczny śwacza załywana wóch zcwn skwanych sł htt://hyhyscs.hy-ast.gsu.u/hbas/hfa.htl Paa sł załająca na ętlę wytwaza nt sł wuj bót ak W aktyc slnk saają wl uzwjń, c zawna bazj jnlt waunk btu. Pl agntyczn jst wytwazan zz lktagns Pętla z ą jak l la agntyczng Dl agntyczny ajbazj stawwą stuktuę agntyczną stanw l agntyczny. Elktn uszający sę bc kłwj Ŝna taktwać jak ą łynący w ętl. = agntyczny nt lwy Mnt sł a watść aksyalną,, gy nt agntyczny jst stały y kunku la agntyczng, natast la Θ=0 lub Θ= 80 jst ówny z. Mnt sł załaj ający na akę uszczną w lu agntyczny τ = τ τ = = sn Θ Zaan Elktn uszający sę bc kłwj wj Ŝna taktwać jak ą łyn ynący w ętl. Oblcz btalny nt agntyczny lktnu zy ty załŝnu.wya nu.wyaź btalny nt agntyczny za cą btalng ntu ęu. = υ b = π π / υ = υ b = = υ sn 90 b = υ b = l Paw Aa KąŜn wkta nukcj agntycznj wzłuŝ wlnj kzywj taczającj ą jst ówn lczynw natęŝna tg ąu znkalnśc agntycznj óŝn Pą łynący w zwnku wytwaza ww l agntyczn. l kzywj zakn. l 0 l = = znkalnść agntyczna óŝn Paw t stswan jst blczń nukcj la agntyczng w wnych szczgólnych zyakach 3 3 Zaan Oblczyć kąŝn wkta nukcj kzywych, 3 ) l = ) l = ( + 3) 3) l = ( + 3) skńczny, stlnwy zwnk jak źół la agntyczng l l = cs0 l = l = π = = π 4

5 ły załając ęzy wa zwnka z ą = = π = = π A znacza natęŝn ąu stałg, któy łynąc w wóch ównlgłych, stlnwych, nskńcznych zwach wywłuj słę załywana watśc 0-7 na kaŝy t ługśc zwu Ozaływan wóch zwnków z ą Pzwy w któych łyną ąy w kunkach zgnych zycągają sę Pzwy w któych łyną ąy w kunkach zcwnych ychają sę Pstaww tyy atałów agntycznych aagntyk azutn n wykazują właścwśc agntycznych. P uszcznu w zwnętzny lu agntyczny wstaj w nch l agntyczn, skwan zcwn la zwnętzng. Daagntyk jst wyychany z bszau la agntyczng (ychan zz agns, zjawsk lwtacj). aaagntyk Psaają twał lw nty agntyczn, któ znają swją ntację zstznną wływ zwnętzng la agntyczng z chatycznj na częścw uząkwaną. Pcs ząkwana jst zakłócany zz gana tczn. Wwnętzn l agntyczn skwan jst zgn z zwnętzny l agntyczny. fagntyk Guy l agntycznych, ukunkwanych ównlgl, twzą bszay sntanczng naagnswana, zwan na agntyczny. W nbcnśc la nty agntyczn wszystkch, bzłan zntwanych n znszą sę, ając zwy bąź zblŝny za wyakwy nt agntyczny całg cała. Zastswan zwnętzng la agntyczng wuj uząkwan n wwnątz cała fagntyczng wstaj l kunku zgny z kunk la zwnętzng, któ Ŝ stk, nawt tysąc azy zwyŝszać zyłŝn l zwnętzn Daagntyz D aagntyków w zalcza sę: gazy szlachtn, aw wszystk tal taly n wykazując własnw asnśc aa- lub fagntycznych (n( n: bzut, kz, cynk, agnz, złt, z ź) ) a takŝ fsf, gaft, wa az wl zwązk zków w chcznych. Daagtyczn są tŝ DA wl bałk. Daagntyk n wykazują sazutn właścwśc agntycznych. Pl agntyczn aagntyka jst skwan zcwn la zwnętzng tzng. Daagntyk jst wyychany z bszau la agntyczng (ychan zz agns, zjawsk lwtacj). =0 lwtująca Ŝaba ( = 6 T) jgn Hgh l Magnt abaty htt:// Daagntyk w nbcnśc la agntyczng Daagntyk w lu agntyczny E E = 0 b = E E zalŝn kunku uchu lktnu wytwaza sę atkw nukwany agntyczny nt lwy skwany zcwn kunku la agntyczng watśc: ω ω ω - ω ω + ω = ω -+ ω ω = ω = ak naagnswana la =0. Aty n ają wyakwg ntu agntyczng (tyl sa lktnów w kąŝ ąŝy y w kaŝy z kunków) = T = + = ω = 4 9 (.6 0 C) ( ) T kg = 4 0 A 5

6 Paaagntyz Właścwśc aaagntyczn saają substancj nsawanych lktnach. ch aty bazn są nzwy nt agntyczny (n. cyna, latyna). Twał l agntyczn aaagntyka wływ zwnętzng la agntyczng znają swją ntację zstznną z chatycznj na częś ęścw uząkwan kwaną (ąŝą ustawna zgng z kunk zwnętzng la agntyczng). Wwnętzn l agntyczn skwan jst zgn z zwnętzny l agntyczny. Pcs ząkwana jst zakłócany zz gana tczn. Paaagntyk jst zycągany zz agns,, jnak znaczn słabj s nŝ fagntyk. Paaagntyz Magntyzacja (naagnswan) t nt agntyczny jnstk bjętśc óbk Maksyalna watść wyakwg ntu agntyczng óbk: M ax = - lczba wszystkch ntów w agntycznych óbk V M = M = C T stała Paw Cu Wzst nukcj la agntyczng waz wzstu uząkwana l agntycznych Wzastająca tatua T zcwzała ząkwanu Kzywa naagnswana la saczanu chw-taswg. Zaks lnwy, w któy słnn jst aw Cu: /T < 0.5 [T/K] Magntyczn własnśc at Dla atałów aagntycznych aaagntycznych nukwan l agntyczn ( nukcj agntycznj n ) jst cjnaln zyłŝng zwnętzng la nukcj. Wyakwa nukcja agntyczna jst suą n 678 n znkalnść agntyczna śka = = + χm = + χ atnść agntyczna M M/Max 0,5 0 zaks tatu 4 K /T [T/K] χ M aagntyk < < 0 aaagntyk > > 0 fagntyk >> >> Patnść agntyczna χ M agntyk Daagntyk łów wa ź złt bzut Paaagntyk cyna 0-6 alunu agnz ch angan stnj wl kystalcznych zstawcl fagntyków: Ŝlaz, kbalt, nkl az w nŝszych tatuach ównŝ galn, tb, ysz, hl b wśó wastków az wl stów zwązków chcznych. Chaaktystyczną cchą fagntyków jst wystęwan uząkwana agntyczng w akskwych bszaach zwanych na. Utzyan n agntycznych, czyl wytwzn la agntyczng w uŝy bszaz, jst stan chaaktyzujący sę baz uŝą ngą. ObnŜn ng kyształu w nbcnśc la agntyczng alzwan jst zz zanę naagnswana tak, by agntyczn nty lw utwznych n ównwaŝyły sę wzajn, a l agntyczn na zwnątz cała był jak najnjsz. Zastswan zwnętzng la agntyczng wuj uząkwan n wwnątz cała fagntyczng wstaj l kunku zgny z kunk la zwnętzng, któ Ŝ stk, nawt tysąc azy zwyŝszać zyłŝn l zwnętzn W zyaku fagntyków watść χ M >> (a takŝ >>) zalŝy. 6

7 Hstza agntyczna fagntyków Magntyzacja Matał nnaagnswany asycn nukcja zwnętzng la agntyczng Rzna ętl hstzy =f(h) la ntwanj blachy lkttchncznj, na wyks zaznaczn zstałść agntyczną R az kcję H C. htt://l.wka.g/wk/hstza#hstza_agntyczna ZalŜnść naagnswana nukcj la agntyczng k Waz z wzst nukcj zwnętzng la agntyczng wzasta naagnswan óbk, aŝ ntu sągnęca stanu nasycna, gy kyształ jst jnn naagnswany (wszystk l są ustawn ównlgl) ZalŜnść la nukwang ( M ) la zwnętzng ( 0 ) jst nlnwa la fagntyków, a węc watść χ M (a takŝ ) zalŝy 0. Waz z wzst natęŝna la agntyczng wzasta naagnswana (wzst M ), któ w unkc b sąga stan nasycna. P znjszna za utzyuj sę stan naagnswana. D zyłŝnu zcwn skwang la k (tzw. l kcj) naagnswan znka całkwc. Matały agntyczn twa (agnsy twał) DuŜa watść zstałśc agntycznj asycn Matały agntyczn ółtwa - zas nfacj kutwych (twa ysk, ysktk, taśy agntyczn, katy kytw) Mała wzchna ętl hstzy znacza nwlką watść ng zsznj Matały agntyczn ękk Ŝąana nalzacja ng zsznj w tansfatach, slnkach W zalŝnśc atału kunk naagnswana az ganc n gą znać sę łatw (fagntyk ękk) lub tun (fagntyk twa). htt://hyhyscs.hy-ast.gsu.u/hbas/hfa.htl Paw Cu -Wssa W wn wyskj tatuz ntnsywn gana sc kystalcznj fagntyka wują za n na jyncz nty agntyczn fagntyk staj sę aaagntyk. Tatua, w któj zachz t zjawsk, nazywa sę tatuą Cu n. la Ŝlaza wyns T C =043 K. a naagnswan wyŝj T C jst san zz aw Cu-Wssa: M = C T T C TRUMEŃ DUKCJ POA MAGETYCZEGO jst ówny lczynw skalanu nukcj la agntyczng wkta wzchn Θ Dla la jnng ( = cnst, ln la są ównlgł) = = csθ Dla la njnng = g. a Paw Gaussa la ól agntycznych n nukcj agntycznj agnsu wychzą z bguna ółncng, a wchzą łunwg. ą zawsz lna zaknęty. Jst t knskwncja faktu Ŝ n stnją w zyz zlwan nl agntyczn - zląc agns twały na częśc n Ŝna zlć jg bgunów. g. b Watść stuna nukcj la agntyczng zchzącg zz wlną zaknętą wzchnę jst ówna z = 0 = 0 0 7

8 n G Dśwaczn aaaya n G atęŝn ąu łynącg w wszy zwju wzasta G n Rguła nza Pą nukwany łyn w tak kunku, Ŝ stuń la agntyczng wytwzng zz tn ą zcwzała zan stuna agntyczng, któy tn ą nukuj n. Pą łyn gy ętla agns uszają sę wzglę sb. zybszy uch wytwaza ą wększy natęŝnu 3. PzyblŜan bguna ółncng agnsu nukuj ą w kunku zcwny nŝ w zyaku jg alana =cnst n =0 G atęŝn ąu łynącg w wszy zwju alj Paw nukcj aaaya Watść EM nukwanj w bwz ówna jst szybkśc, z jaką stuń nukcj agntycznj zchzący zz tn bwó zna sę w czas ε sby wzbuzana EM = csθ t = cnst ε = 0 ε = t Matatyczny zas guły nza Dla cwk zwjach = [ ]= Wb=T ε = t. Zana watśc nukcj la agntyczng w cwc (zana łŝna agnsu wzglę cwk, zana natęŝna ąu w cwc - sanukcja lub w sąsn bwz nukcja wzajna). Zana wzchn cwk (wększan zaów cwk lub zsuwan jj wzglę bszau, gz stnj l) 3. Zana kąta ęzy wkt nukcj agntycznj wkt wzchn (bacan cwk) b Zasaa załana ąncy ąu znng a Zana kąta zy wkt nukcj agntycznj wkt wzchn wuj wytwzn EM Θ = ωt =πνt Θ ν R ε = t = a b csθ = ab cs ε = ab t ε = abπν 443 sn ε 0 ε =ε ( πνt) ( cs πνt) ( πνt) sn( πνt) Pąnca ąu znng htt://hyhyscs.hy-ast.gsu.u/hbas/hfa.htl cs ( πνt) = ax ( πνt) ε = ε sn - Θ = 0 = ax ε = 0 ε Θ = π/ = 0 ε = ax ϕ[a] 8