N
S
Khi đặt thanh sắt lại gần một nam châm (nằm
trong từ trường của nam châm) thì thanh sắt
bị hút. Ta nói thanh sắt đã bị từ hoá
Thanh sắt sẽ
chuyển động như
thế nào?
Từ hóa là quá trình thay đổi các tính chất
từ (cấu trúc từ, mômen từ ) của vật chất
dưới tác dụng của từ trường ngoài.
Các chất có tính từ hóa yếu gồm chất
thuận từ và chất nghịch từ
Vật chất được
cấu tạo từ đâu?
Vật chất
được cấu tạo
từ nguyên tử:
hạt nhân và
electron
Nguyên nhân của hiện tượng từ hóa ở các
vật thuận từ và nghịch từ:
là do trong các phân tử của vật có các dòng
điện kín. Các dòng điện này là do sự chuyển
động của các electron trong nguyên tử tạo
thành.
Hoàng Công Viêng
Dòng điện kín trong phân tử (hay
còn gọi là dòng điện nguyên tố)
+
B
1
i
1
i
2
B
2
electron
Dòng điện
Hạt nhân
B
3
i
3
-
Trong phân tử có nhiều electron nên
sẽ có nhiều từ trường. Như vậy có 2
khả năng:
•
Các từ trường khử nhau hoàn toàn
(chất nghịch từ)
•
Các từ trường khử nhau không hoàn
toàn (chất thuận từ)
+
I
1
B
1
M
1/ Chất thuận từ
Chất thuận từ là chất có
mômen từ nguyên tử,
nhưng mômen từ này rất
nhỏ, được xem như một
nam châm nhỏ và không
liên kết được với nhau (do
khoảng cách giữa chúng xa
và mômen từ yếu).
I
B
m
B
n
B
p
Khi có tác dụng của từ
trường ngoài, các mômen
từ này sẽ bị quay theo từ
trường ngoài, làm cho
cảm ứng từ tổng cộng
trong chất tăng lên ⇒
mômen từ của chất thuận
từ là dương.
B
n
>>B
p
Mômen từ của chất thuận
từ rất nhỏ. Chúng không
giữ được từ tính, mà lập
tức bị mất đi khi ngắt từ
trường ngoài.
Một số chất thuận từ điển
hình là Al, Na, O
2
, Pt
Bạn đã biết về khái
niệm chất thuận từ,
vậy bạn hiểu như
thế nào về chất
nghịch từ?
2/ Chất nghịch từ
Chất nghịch từ là chất
không có mômen từ nguyên
tử (tức là mômen từ sinh ra
do các điện tử bù trừ lẫn
nhau), vì thế khi đặt một từ
trường ngoài vào, (quy tắc
Lenz) tạo ra một mômen từ
phụ ngược với chiều của từ
trường ngoài
B
n
B
p
B
n
>>B
p
Vật nghịch từ sẽ bị đẩy
ra khỏi từ trường
Tính nghịch từ là rất yếu
Các chất nghịch từ điển hình
là H
2
O, Si, Bi, Pb, Cu, Au
* Khi các vật thuận từ và nghịch từ
đặt trong từ trường ngoài thì bị từ
hóa, nếu khử từ trường ngoài thì
từ tính bị mất.
3/ Các chất sắt từ
- Là các chất từ hoá mạnh
(Fe, Ni, Co)
- Khi đặt một khối chất sắt từ
vào một từ trường ngoài thì
trong khối chất xuất hiện một
từ trường phụ
Từ trường phụ cùng chiều
với từ trường ngoài và có
thể lớn hơn từ trường ngoài
hàng nghìn lần
B
N
B
P
B
P
>>B
N
Nguyên nhân tạo nên tính từ mạnh các
chất sắt từ là gì?
Fe có cấu trúc tứ diện và trong các chất sắt từ có các miền
từ hoá
Mỗi miền từ hoá tự
nhiên (0,01-0,1mm;
10
16
- 10
19
phân tử)
Được xem như một kim
nam châm
Bình thường các kim nam
châm nhỏ sắp xếp hỗn
đỗn. Thanh sắt không có
từ tính
Nếu thanh sắt đặt vào
từ trường ngoài thì các
kim nam châm sắp xếp
có sự định hướng
B
N
Đômen từ
sắt từ
Sắt từ mềm: là chất sắt từ khi
từ trường ngoài triệt tiêu thì từ
tính của nó mất rất nhanh.
Sắt từ cứng:là chất sắt từ mà
từ tính tồn tại khá lâu khi từ
trường ngoài bị triệt tiêu.
Tôn silic
hợp kim Permalloy
hợp kim FeCo
gốm ferrite
Các chất đặt trong từ trường ngoài B
n
đều bị từ hóa
Vật chất được tạo nên từ các e quay quanh hạt
nhân=> tạo thành dòng điện kín và nó sinh ra một từ
trường khác B
n
gọi la từ trường phụ B
p
Theo nguyên lí chồng chất từ trường: B= B
n
+B
p
Chất thuận từ Chất nghịch từ Sắt từ
Bn Bp Bn Bp Bn Bp
Bn >> Bp Bn>>Bp Bp>>Bn
Hoàng Công Viêng
Hãy so sánh chất sắt từ mềm
và chất sắt từ cứng?
Chất sắt từ mềm Chất sắt từ cứng
Giống
nhau
Khác
nhau
Đều là chất sắt từ
Khi đặt trong ống dây mang dòng điện thì từ
trường tổng hợp lớn hơn hàng trăm, hàng nghìn
lần so với từ trường khi chưa đặt chúng vào trong
ống dây
Khi ngắt dòng điện
thì từ tính mất rất
nhanh
Khi ngắt dòng điện thì
từ tính vẫn còn tồn tại
khá lâu
William Sturgeon
Nam châm điện đầu
tiên trên thế giới
Phát biểu quy tắc
nắm tay phải?
4/ Nam châm điện:
•
Cho dòng điện chạy qua
ống dây có lõi sắt: lõi sắt
được từ hóa. Từ trường
của dòng điện là từ
trường ngoài. Từ trường
tổng hợp lớn gấp nhiều
lần so với từ trường
ngoài.
* Ống dây
mang dòng điện có lõi sắt
gọi là nam châm điện.
.
•
Ngắt dòng điện qua ống
dây, từ tính của lõi sắt
mất rất nhanh.
•
Nam châm điện được
chế tạo từ chất sắt từ
mềm.