Большая Советская Энциклопедия (МА)

Большая Советская Энциклопедия

^* Данные приведены для СГС системы единиц

М. в. достигает особенно больших значений в ферромагнетиках (от нескольких десятков до многих тысяч единиц), причём она очень сильно и сложным образом зависит от Н. Поэтому для ферромагнетиков вводят дифференциальную М. в. k_д = dJ / dH . При Н = 0 (см. рис. ) М. в. ферромагнетиков не равна нулю, а имеет значение k_а , называемое начальной М. в. С увеличением Н М. в. растет, достигает максимума (k_макс ) и затем вновь уменьшается. В области очень высоких значений Н М. в. ферромагнетиков (при

температурах, не очень близких к точке Кюри) становится столь же незначительной, как и в обычных парамагнетиках (область парапроцесса ). Вид кривой k (H ) (кривая Столетова) обусловлен сложным механизмом намагничивания ферромагнетиков. Типичные значения k _а и k_макс : Fe ~ 1100 и ~ 22000, Ni ~ 12 и ~ 80, сплав пермаллой ~ 800 и ~8000 (в нормальных условиях).

М. в., как правило, зависит от температуры (исключение составляют большинство диамагнетиков и некоторые парамагнетики — щелочные и, отчасти, щёлочноземельные металлы). М, в. парамагнетиков уменьшается с температурой, следуя Кюри закону или Кюри — Вейса закону . В ферромагнитных телах М. в. с ростом температуры увеличивается, достигая резкого максимума вблизи точки Кюри q. М в. антиферромагнетиков увеличивается с ростом температуры до точки Нееля, а затем падает по закону Кюри — Вейса (см. Кюри точка ).

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Бозорт Р., Ферромагнетизм, перевод с английского, М., 1956; Tables de constantes et donn'ees num'eriques, 7. Constantes s'electionn'ees. Diamagn'etisme et paramagn'etisme, par G. Fo"ex, P., 1957.

С. В. Вонсовский.

Кривая зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости c_д ферромагнетиков от напряжённости намагничивающего поля Н.

Магнитная вязкость

Магни'тная вя'зкость , 1) в ферромагнетизме (называется также магнитным последействием) — отставание во времени изменения магнитных характеристик (намагниченности, проницаемости и т.д.) ферромагнетиков от изменений напряжённости внешнего магнитного поля. Вследствие М. в. намагниченность образца устанавливается после изменения напряжённости поля через время от 10^{– 9}сек до десятков минут и даже часов (см. также Релаксация магнитная ). При намагничивании ферромагнетиков в переменном поле наряду с потерями электромагнитной энергии на вихревые токи и гистерезис возникают потери на М. в., которые в полях высокой частоты достигают значительной величины. М. в. в проводниках часто маскируется действием вихревых токов, «вытесняющих» магнитный поток из ферромагнетиков. С целью уменьшения влияния вихревых токов при экспериментальном исследовании М. в. образцы материалов берутся в виде тонких проволок (рис. ).

В зависимости от структуры ферромагнетика, условий его намагничивания, температуры, М. в. может вызываться различными причинами. При апериодическом изменении напряжённости поля в интервале значений, близких к коэрцитивной силе , где изменение намагниченности обычно осуществляется необратимым смещением границ между доменами (см. Намагничивание ), вязкостный эффект в проводниках вызывается в основном вихревыми микротоками (1-й тип М. в.). Эти токи возникают при изменениях поля, связанных с перемагничиванием доменов. Время установления магнитного состояния в этом случае пропорционально дифференциальной магнитной восприимчивости и для чистых ферромагнитных металлов (Fe, Со, Ni) обратно пропорционально абсолютной температуре. Другой тип М. в. обусловлен примесями, снижающими свободную энергию междоменных границ. Перемещающиеся вследствие изменения поля доменные границы задерживаются в местах концентрации атомов примеси, и процесс намагничивания прекращается. Со временем, после диффузии атомов примеси в другие места, границы получают возможность двигаться дальше, намагничивание продолжается (2-й тип М. в.).

В высококоэрцитивных сплавах и некоторых других ферромагнетиках наблюдается так называемая сверхвязкость, для которой время магнитной релаксации составляет несколько минут и более (3-й тип М. в.). Этот тип М. в. связан с флуктуациями энергии, преимущественно тепловыми. Флуктуации вызывают перемагничивание доменов, которые при изменении поля получили недостаточно энергии, чтобы сразу перемагнититься. Диффузионные и флуктуационные процессы существенно зависят от температуры, поэтому М. в. 2-го и 3-го типов характеризуется сильной температурной зависимостью: с понижением температуры М. в. возрастает. Четвёртый тип М. в., характерный главным образом для ферритов , обусловлен диффузией электронов между ионами 2-валентного и 3-валентного железа. Этот процесс эквивалентен диффузии самих ионов, но осуществляется значительно легче, поэтому М. в. ферритов обычно невелика. В сильных магнитных полях действие М. в. незначительно. Часто в ферромагнетиках одновременно проявляются несколько типов М. в., что затрудняет анализ явления. Важный вклад в исследование М. в. внесли советские физики В. К. Аркадьев , Б. А. Введенский и другие, из зарубежных учёных — Л. Неель , голландский физик Я. Снук и другие.

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Kronmuller Н., Nachwirkung in Ferromagnetika, В., 1968.

Р. В. Телеснин.

2) В магнитной гидродинамике — величина, характеризующая свойства электропроводящих жидкостей и газов при их движении в магнитном поле. В абсолютной системе единиц Гаусса (см. СГС система единиц ) М. в. n_m = c² / 4ps, где с — скорость света в вакууме, s — электрическая проводимость среды.

Лит. см. при ст.Магнитная гидродинамика .

Экспериментальная кривая (а) спада намагниченности (в условных единицах) проволоки диаметром 0,5 мм из сплава Fe — Ni и вычисленная кривая (б) спада намагниченности того же образца при наличии только вихревых токов. Различие кривых а и б объясняется влиянием магнитной вязкости.

Магнитная гидродинамика

Магни'тная гидродина'мика (МГД), наука о движении электропроводящих жидкостей и газов в присутствии магнитного поля ; раздел физики, развившийся «на стыке» гидродинамики и классической электродинамики . Характерными для М. г. объектами являются плазма (настолько, что М. г. иногда рассматривают как раздел физики плазмы), жидкие металлы и электролиты .

Первые исследования по М. г. восходят ко временам М. Фарадея , но как самостоятельная отрасль знания М. г. стала развиваться в 20 веке в связи с потребностями астрофизики и геофизики . Было установлено, что многие космические объекты обладают магнитными полями. Так, в атмосферах звёзд наблюдаются поля напряжённостью ~ 10000 э (на Солнце до 5000 э), а в открытых в 1969 пульсарах , по современным представлениям, напряжённости полей достигают 10¹²э. Динамическое поведение находящейся в подобных полях плазмы радикально изменяется, так как плотность энергии магнитного поля становится сравнимой с плотностью кинетической энергии частиц плазмы (или превышает её). Этот же критерий справедлив и для слабых космических магнитных полей напряжённостью 10^{– 3} —10^{– 5} э (в межзвёздном пространстве, поле Земли в верхней атмосфере и за её пределами), если в областях, занимаемых ими, концентрация заряженных частиц низка. Таким образом, возникла необходимость в создании специальной теории движения космической плазмы в магнитных полях, получившей название космической электродинамики, а в случае, когда плазму можно рассматривать как сплошную среду — космической магнитогидродинамики (космической МГД).