3. Магнітні властивості речовин. Гіпотеза Ампера

Будь-яка речовина, поміщена в магнітне поле, намагнічується, тобто створює власне магнітне поле.

До таких речовин належать діамагнетики та парамагнетики.

(Червоні лінії — лінії магнітного поля, створеного зразком; сині лінії — магнітні лінії зовнішнього поля)

 

 

Діамагнетики незначно послаблюють зовнішнє магнітне поле та виштовхуються з нього.

 

До діамагнетиків належать інертні гази (гелій, неон тощо), багато металів (наприклад, золото, мідь, ртуть, срібло), молекулярний азот, вода та ін. Тіло людини є діамагнетиком, адже воно на 60 % складається з води.

 

Парамагнетики незначно посилюють зовнішнє магнітне поле та втягуються в нього.

 

До парамагнетиків належать кисень, платина, алюміній, лужні та лужноземельні метали.
Якщо слабомагнітні речовини вийняти з магнітного поля, то їхня намагніченість відразу зникне.

 

Феромагнетики залишаються намагніченими й у разі відсутності зовнішнього магнітного поля, посилюють зовнішнє магнітне поле в сотні й тисячі разів і втягуються в нього.

 

А. Ампер спостерігаючи дію на магнітну стрілку провідника зі струмом і з’ясувавши, що котушки зі струмом поводяться як постійні магніти, висунув гіпотезу щодо пояснення магнітних властивостей речовин.

 

 

 

Механізм намагнічування тіл відповідно до гіпотези Ампера:
а — колові струми орієнтовані безладно, тіло не є намагніченим;
б — колові струми орієнтовані в певному напрямку, тіло намагнічене.

 

За гіпотезою Ампера, усередині молекул та атомів циркулюють елементарні електричні струми. На сьогодні ми добре знаємо, що ці струми утворюються внаслідок руху електронів в атомах, тобто кожен атом має магнітні властивості. Якщо атоми всередині тіла орієнтовані хаотично внаслідок теплового руху, то дії внутрішньоатомних струмів взаємно компенсуються і магнітних властивостей тіло не виявляє (рис. а). У намагніченому стані елементарні струми в тілі орієнтовані так, що їхні дії додаються (рис. б).

Гіпотеза Ампера пояснює, чому магнітна стрілка й рамка зі струмом у магнітному полі поводяться однаково. Стрілку (постійний магніт) можна розглядати як велику складну сукупність маленьких рамок зі струмом, зорієнтованих однаково.
Сучасна теорія магнетизму ґрунтується на законах квантової механіки і теорії відносності А. Ейнштейна.