Bài giảng Vật lý 1: Chương 1 cung cấp cho người học những kiến thức về trường điện từ. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có:
Nội dung Từ môi Lê Quang Nguyên www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen nguyenquangle@zenbe.com Các loại vật liệu từ Vectơ cường độ từ hóa Vectơ cường độ từ trường Từ trường từ môi Định luật Ampère từ môi Điều kiện mặt phân cách hai từ môi 1a Vật liệu nghịch từ 1b Vật liệu thuận từ • Trong chất nghịch từ khơng có dipole từ ngun tử nên chúng khơng có từ tính • Khi ñặt từ trường ngoài, chất nghịch từ có dịng cảm ứng, tạo nên từ trường riêng ngược chiều với từ trường ngồi • Chất nghịch từ có xu hướng đẩy từ trường ngồi khỏi • Mọi vật chất có tính nghịch từ, tính chất thường yếu Vật liệu siêu dẫn có tính nghịch từ lý tưởng: đẩy hồn tồn từ trường ngồi khỏi • Trong chất thuận từ dịng điện ngun tử tạo nên dipole từ khác khơng • Do chuyển động nhiệt dipole từ nguyên tử ñịnh hướng hỗn loạn, từ trường riêng chúng tạo khơng • Khi ñặt từ trường B0, dipole từ ñịnh hướng theo B0, tạo từ trường riêng tăng cường cho từ trường ngồi • Đó từ hóa vật thuận từ 1c Vật liệu sắt từ Vectơ cường độ từ hóa • Trong chất sắt từ có sẵn dipole từ nguyên tử chất thuận từ • Tuy nhiên, khác với chất thuận từ, dipole từ nguyên tử chất sắt từ có định hướng trật tự • Do bình thường chất sắt từ tạo từ trường riêng mạnh • Chúng dùng để làm nam châm • Khi bị từ hóa, momen dipole từ trung bình từ mơi khác khơng • Vectơ cường độ từ hóa Pm momen dipole từ trung bình đơn vị thể tích • Pm có đơn vị A/m Vectơ cường ñộ từ trường Vectơ cường độ từ trường (tt) • Cường độ từ trường H t mụi: H= B à0 Pm ã Trong từ mơi đẳng hướng, Pm tỷ lệ với cường ñộ từ trường: P = χm H m • χm độ từ cảm từ mơi, hệ số khơng thứ ngun Độ từ cảm âm (chất nghịch từ) hay dương (chất thuận từ sắt từ) • Kết hợp hai hệ thức ta có: (1 + m )H = B à0 ã Suy ra: H= B B = µ0 (1 + χ m ) à0 B = à0 àH ã ủú µ = + χm, ñộ từ thẩm từ môi Độ từ thẩm hệ số dương không thứ nguyên 4 Từ trường từ môi • Từ trường từ môi tổng hợp từ trường từ trường riêng dipole từ mơi tạo • Nếu từ mơi (đẳng hướng) lấp đầy khơng gian giới hạn đường sức từ trường ngồi từ trường từ mụi tng lờn ln ã Vớ d: nu từ mơi hình trụ vào solenoid, từ trường solenoid tăng lên µ lần Định luật Ampère từ mơi • Định luật Ampère từ mơi có dạng: ∫ H ⋅ ds = I (C ) • I cường độ dịng tồn phần qua (C), tính dịng điện “ngồi”, khơng có dịng điện ngun tử từ mơi • Dưới dạng vi phân: rotH = j • j mật độ dịng điện “ngồi” Từ trường từ môi (tt) I B0 Mặt bên từ mơi song song với đường sức từ trường ngồi B = µB0 Điều kiện mặt phân cách • Ở gần mặt phân cách hai từ môi thành phần tiếp tuyến H thành phần pháp tuyến B biến ñổi liên tục: n B2n B1 H1t = H 2t B1n = B2 n B2 B1n H2 H1t t H1 H2t ...1c Vật liệu sắt từ Vectơ cường ñộ từ hóa • Trong chất sắt từ có sẵn dipole từ nguyên tử chất thuận từ • Tuy nhiên, khác với chất thuận từ,... đẳng hướng, Pm tỷ lệ với cường ñộ từ trường: P = χm H m • χm độ từ cảm từ môi, hệ số không thứ nguyên Độ từ cảm âm (chất nghịch từ) hay dương (chất thuận từ sắt từ) • Kết hợp hai hệ thức ta có:... B = à0 (1 + χ m ) µ0 µ B = µ0 µH • µ = + χm, ñộ từ thẩm từ môi Độ từ thẩm hệ số dương không thứ nguyên 4 Từ trường từ mơi • Từ trường từ mơi tổng hợp từ trường từ trường riêng dipole từ mơi tạo