, где В -
магнитная индукция. С точки зрения электродинамики, магнитная проницаемость аналогична
диэлектрической проницаемости
и симметрично с ней
входит в так называемые материальные уравнения, дополняющие систему
уравнений Максвелла,
определяя, в частности, показатель преломления среды 
Различают три дополняющих друг друга определения магнитной проницаемости:
Магнитная проницаемость связана с магнитной
восприимчивостью 
соотношением
(1)
из которого следует, что
для парамагнетиков ,
для
диамагнетиков и
в
вакууме (в системе СИ для вакуума
. В анизотропной среде магнитная проницаемость анизотропна, μ является тензором.
В общем случае переменного и неоднородного внешнего поля магнитная проницаемость комплексна.
причём 
и
есть функции
частоты ω и волнового вектора q; 
называется динамической неоднородной магнитной проницаемостью, 
- статической однородной магнитной проницаемостью. Мнимая часть
описывает поглощение (т. е. потери) электромагнитной энергии в веществе,
и 
связаны
между собой, как и диэлектрич. проницаемости
и
Крамерса-Кронига
соотношениями.
Магнитная проницаемость является одной из осноаных характеристик магнитных веществ и материалов. В магнитоупорядоченных средах магнитная проницаемость меняется от амплитуды поля Н, поскольку намагниченность М в этом случае является нелинейной функцией. Обычно рассматривают так называемую начальную магнитную проницаемость:
и дифференциальную магнитную проницаемость:
Интервал значений 
для различных магнетиков очень велик - от единиц до 106 в магнитомягких
материалах.
При определении истинной магнитной проницаемости реальных образцов необходимо учитывать эффекты размагничивания. Внутреннее поле в образце:
откуда
где N - размагничивающий
фактор. Тогда магнитная проницаемость тела 
с учётом эффектов размагничивания
Зависимость μ(H) тесно связана с магнитной доменной структурой вещества и с процессами её изменения при намагничивании. Поэтому изучение этой зависимости даёт важную информацию о доменной структуре, подвижности доменных стенок и т. д.
|
Рис. 2. Дисперсия комплексной магнитной проницаемости
|
В слабых полях μ обычно определяется процессами смещения доменных стенок
и имеет большую величину. Для так называемых процессов вращения в намагничиваемых
магнитотвёрдых материалах
значение 
меньше
, где Мs - намагниченность насыщения, а К - константа
анизотропии). Функция 
сначала растёт, достигая максимума при поле 
(Нс - коэрцитивная сила), а затем падает. Зависимость μ(H)
может быть обратимой (в слабых полях в магнитно-мягких материалах) или необратимой.
Последнее связано с гистерезисными явлениями (см. Гистерезис магнитный). Температурная зависимость магнитной проницаемости определяется различными механизмами при разных
Я. Так, в области, где намагничивание определяют процессы вращения,
(Hа
- поле анизотропии). 
Значение
константа анизотропии
порядка п)и, следовательно,
сильно
растёт с приближением к точке Кюри TC в соответствии с общей теорией
критических явлений.
Важную роль как в исследованиях
по физике магнетизма, так и в технич. применениях магн. материалов играет зависимость
комплексной магнитной проницаемости от частоты 
переменного внеш. поля 
.
Типичный вид кривых 
и
приведён на рис. 1.
Имеется неск. факторов, обусловливающих дисперсию 
. В материалах с большой проводимостью существеннуюрольиграют вихревые токи,
приводящие к большим потерям энергии (
велико). Поэтому широкое применение в технике нашли высокоомные магн. материалы
(ферриты). Тем не менее и в ферритах большие значения 
при малых потерях 
наблюдаются лишь в определённом интервале частот. Это обусловлено явлением
ферромагнитного резонанса на частоте
(
- магнитомеханическое
отношение). При значит. размагничивающих факторах wr может
возрастать до значения
, что при наличии
доменной структуры приводит к образованию широкой частотной полосы потерь
ввиду возможности разл. ориентации доменов относительно направления переменного
поля 
с соответствующим изменением их размагничивающих факторов. Лишь при 
потери становятся
малыми. Ещё одной причиной дисперсии μ(ω) являются релаксационные процессы, ответственные
также за магнитную вязкость вещества. Эффект связан с отставанием намагниченности
от внеш. поля. Время релаксации 
, где Ет- энергия активации, а 
есть t при
Если имеется только одно время релаксации, то 
и 
описываются
ф-лами
где 
, а 
-
равновесное значение М при данном поле H. функции (
-
и 
изображены на рис. 2. Из ф-л (8) видно, что
и 
связаны
друг с другом. Можно
построить т. н. диаграммы Аржана (или Коле и Коле) 
(рис. 3), имеющие вид полуокружности, на к-рые укладываются значения
и 
при
разных
w и 
. Если
дисперсия определяется в основном релаксац. механизмом, то экспериментальные данные
хорошо ложатся на эту полуокружность. Значение 
,
определённое из ВЧ-измерений, оказывается для мн. ферритов хорошо совпадающей
со значением энергии активации 
,
полученной из измерении электросопротивления. Кроме указанных причин дисперсия
может
вызываться нелинейностью зависимости В=В(Н) и гистерезисом.
Ю. П. Ирхин
|
|
 |
