Однако существует обширный класс веществ, обладающих собственной упорядоченной магнитной структурой, - это ферримагнетики (от латинского ferrum - железо). Все ферримагнетики содержат атомы, имеющие собственный магнитный момент. Частным случаем ферримагнетизма является ферромагнетизм. Ферромагнитные вещества самопроизвольно (спонтанно) упорядочены. Иными словами, атомные магнитные моменты в них направлены в одну сторону. Поэтому они обладают самопроизвольной (остаточной) намагниченностью. Магниты изготавливаются именно из таких веществ. Ферромагнитные вещества и обеспечивают реализацию реверсивной магнитной записи (то есть обратимой, способной к многократной перезаписи).
С позиций записи сигналов важны процессы взаимоотношения магнитного поля со средой. Любое вещество в большей или меньшей степени реагирует на магнитное поле, которое, например, деформирует орбиты внешних электронов атомов и молекул, наводя магнитный момент или изменяя его ориентацию (если он имелся изначально). Так создается добавленное магнитное поле, которое вместе с внешним магнитным полем формирует в среде поле магнитной индукции. В довольно широких пределах магнитная индукция B (намагниченность) и магнитное поле H связаны простым линейным соотношением B = mH, где m (греч. мю) - коэффициент пропорциональности, определяющий магнитную восприимчивость среды. В общем случае анизотропных сред B, H - векторные функции, а m - тензор. Но нам позволительно ограничиться частным случаем изотропной (не зависящей от направления) среды и забыть сделанное замечание. Большинство веществ в нашей повседневной практике слабо взаимодействуют с магнитным полем и могут считаться магнитонейтральными, но не все. По направлению наведенного поля среды делятся на диамагнитные и парамагнитные. В диамагнетиках дополнительное поле противоположно внешнему. Такие вещества отталкиваются от магнитных полюсов, чем часто, например, пользуются иллюзионисты или различного рода мистификаторы, воспроизводя эффект парения материальных тел. Парамагнетики, напротив, притягиваются магнитными полюсами. В них добавленное поле направлено в ту же сторону, что и внешнее. При снятии внешнего магнитного поля наведенная намагниченность, как правило, исчезает.
Магнитные поля, формируемые магнитами двух хорошо знакомых форм, поясняются рис. 1. Силовые линии, стартовавшие с северного полюса, обязаны по приведенным кривым добраться до южного, и уже внутри магнита вернуться к месту старта. Обязательная замкнутость силовых линий магнитного поля и указывает на его вихревой характер.
Рис. 1 Магниты и конфигурации их магнитных полей:а ЂЂЂ прямоугольник, б ЂЂЂ подкова
Нас же это касается лишь одним боком. Во всех случаях наблюдения и применения магнитные поля - вихревые, и их элементарными источниками могут быть только диполи, элементы с двумя магнитными полюсами. Таковы и магниты, всем нам известные с детства игрушки, но в науке, производстве - серьезные технические средства.
Электрические и магнитные поля равноправны и взаимно дополняют друг друга. Так утверждает строгая и экспериментально обоснованная теория. Но вот незадача: элементарные электрические заряды (отрицательные электроны и положительные позитроны) существуют, а магнитные монополи, (то есть элементы с одним полюсом, северным или южным), в природе так и не удается обнаружить. Эта асимметричность де-факто беспокоит теоретиков и заставляет физиков-экспериментаторов предпринимать все новые и все более изощренные попытки обнаружения магнитных монополей. "Но им успеха нет"!
В 1998 г. мировая научно-техническая общественность отметила 100-летний юбилей магнитной записи сигналов. Признанный изобретатель - датский инженер Вальдемар Поульсен (1869 - 1942 гг.). Первый "магнитофон" предназначался для записи звуковых сигналов, носителем была стальная струна. В настоящее время средства записи сигналов различного типа и адресации вездесущи, и являются неотъемлемой частью современной техники - производственной и бытовой. При этом, когда требование многократной перезаписи является критическим, магнитная запись остается доминирующей. Альтернативные решения существуют, но пока не могут серьезно конкурировать с магнитной записью. Эта часть обзора посвящена краткому описанию основных физических явлений магнетизма и аппаратурных решений задачи магнитной записи. Частично затронуты и альтернативные подходы к записи и долговременному хранению информации.
625-net. Архив журнала "Звукорежиссер". 06.01.
Комментариев нет:
Отправить комментарий