В учебнике рассматриваются методы исследования магнитных свойств ферромагнитных веществ в постоянных и переменных магнитных полях, а также методы исследования слабомагнитных веществ. Основное внимание уделено описанию прецизионных методов измерения, которые находят широкое применение в научно-исследовательской практике.
В книге имеется также раздел, где излагаются промышленные методы испытания магнитных материалов. Описываются магнитные методы исследования, разработанные в самое последнее время.
Издание рассчитано на студентов, аспирантов, научных работников и инженеров, занимающихся исследованием магнитных свойств вещества.
ПРЕДИСЛОВИЕ К I ИЗДАНИЮ
Настоящая книга предназначена для физиков-экспериментаторов, аспирантов и студентов, специализирующихся в области магнитных явлений и физики твердого тела. Книга будет также полезна инженерам, работающим в научно-исследовательских институтах промышленности и в заводских лабораториях.
Несмотря на широкое распространение, которое получили магнитные измерения в научных исследованиях и при испытаниях технических материалов, книг, посвященных этому вопросу, очень мало. Вышедшие ранее издания (Е. Г. Шрамков. Электрические и магнитные измерения. ОНТИ, 1937; И. В. Антик, Е. И. Кон-до реки и, Е. М. Островский, Б. А. Садиков. Магнитные измерения. ГОНТИ, 1939; И. И. Кифер, В. С. Пантюшин. Испытания ферромагнитных материалов. ГЭИ, 1955) быстро разошлись. В указанных книгах — две из них появились еще в предвоенные годы — читатель не найдет описания многих новых методов магнитных измерений, как, например, измерения магнитных характеристик ферритов при высоких частотах, тензометрических методов измерения магнитострикции, дифференциальных методов магнитных измерений с применением электронных и фотооптических устройств, вибрационного магнитометра и т. д. Данная книга восполнит отмеченный пробел. Весь материал разбит на XV глав, в каждой из которых излагаются методы исследования, относящиеся к одной теме. Исключение составляет IX глава, где автором объединены два вопроса, существенно отличающиеся один от другого.
При составлении книги автор использовал материалы своих лекций по магнитным измерениям, читаемых на физическом факультете Московского университета. Кроме того, при составлении глав II и III, § 2 главы VI, § 1 главы VII, главы IX, §§ 1, 4, 5 главы X, § 7, 8 и 9 главы XII, § 5 главы XIV им широко использовался опыт, накопленный коллективом кафедры магнетизма физического факультета МГУ при проведении различных экспериментальных исследований.
Все критические замечания и пожелания в отношении этой книги автором и редактором будут приняты с благодарностью.
Е. И. Кондорский
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Глава I. Общие сведения из теории ферромагнетизма...... 5
§ 1. Основные магнитные характеристики вещества в постоянном
магнитном ноле............. 5
§ 2. Размагничивающее поле образца и размагничивающий фактор 9
§ 3. Образцы и размагничивание образцов....... 12
§ 4. Основные методы исследования магнитных свойств вещества . 14
Глава П. Методы получения магнитного поля........ 17
§ 1. Различные системы электромагнитов........ 18
§ 2. Намагничивающие соленоиды.......... 23
§ 3. Получение импульсных магнитных полей....... 30
§ 4. Сверхпроводящие соленоиды и магниты....... 32
§ 5. Получение неоднородных магнитных полей...... 35
§ 6. Стабилизация магнитного поля......... 37
Глава III. Методы измерения напряженности магнитного поля ... 45
§ 1. Баллистический метод............ 45
§ 2. Использование магнитных зондов для измерения напряженности магнитного поля............ 48
§ 3. Метод ядерного магнитного резонанса. Ядерные магнитометры 53 § 4. Электродинамический метод измерения напряженности магнитного поля............... 58
§ 5. Магнитные потенциалметры.......... 59
§ 6. Магнитный полемер............ 61
§ 7. Использование эффекта Холла для измерения напряженности
постоянного и переменного магнитных полей ..... 62
§ 8. Другие методы измерения напряженности магнитного поля . 65
Глава IV. Баллистический метод исследования ферромагнитных веществ 70
§ 1. Теория баллистического гальванометра...... 70
§ 2. Определение основной кривой индукции и петли гистерезиса . 74 § 3. Использование баллистического метода для определения размагничивающего фактора........... 81
§ 4. Флюксметр............... 83
Глава V. Магнитометрический метод........... 86
§ 1. Устройство и принцип действия магнитометра..... 86
§ 2. Астатический магнитометр........... 87
§ 3. Астатический магнитометр для исследования слабомагнитных
веществ................ 91
§ 4. Вибрационный магнитометр.......... 94
§ 5. Астатический магнитометр с двумя катушками..... 96
Глава VI. Методы исследования ферромагнитных веществ при насыщении 99
§ 1. Индукционный метод Вейоса и Форрера....... 99
§ 2. Индукционный метод Кондорского—Федотова..... 101
385
§ 3. Динамический метод Сексмита.......... 104
§ 4. Измерение намагниченности маятниковым методом .... 107 § 5. Измерение намагниченности в сильных импульсных полях . . 108 § 6. Определение спонтанной намагниченности и ферромагнитной точки Кюри................ 113
Глава VII. Методы исследования слабомагнитных веществ..... 117
§ 1. Основные методы измерения магнитной восприимчивости . . 120
§ 2. Метод Фарадея—Сексмита........... 122
§ 3. Установки с использованием маятниковых весов..... 126
§ 4. Крутильные весы............. 131
§ 5. Рычажные весы.............. 135
§ 6. Метод длинного цилиндрического образца (метод Гун) . . . 138 § 7. Частотные методы измерения восприимчивости слабомагнитных
тел................. 139
§ 8. Измерение восприимчивости методом неподвижно укрепленного
образца................ 142
§ 9. Методы измерения магнитной восприимчивости жидкостей и газов 143 § 10. Методы измерения магнитной анизотропии слабомагнитных
веществ................ 146
§ 11. Градуировка магнитных весов......... 151
Глава VIII. Основные методы измерения магнитострикции..... 156
§ 1. Тензометрический метод измерения магнитострикции .... 157
§ 2. Метод выносных проволочных тензодатчиков...... 159
§ 3. Экспериментальная установка завода «Эталон»..... 163
§ 4. Метод механооптического рычага......... 168
§ 5. Интерференционный метод........... 171
§ 6. Измерение магнитострикции в сверхсильных импульсных магнитных полях............... 176
§ 7. Емкостный метод измерения магнитострикции...... 178
Глава IX. Исследование магнитной анизотропии ферромагнитных веществ 185 § 1. Способы определения констант магнитной анизотропии. Анизометр 185 § 2. Измерение магнитной анизотропии в сильных импульсных магнитных полях............... 190
§ 3. Основные методы измерения дифференциальной магнитной восприимчивости ............... 192
Глава X. Магнитная вязкость и методы ее исследования..... 196
Глава XI. Методы исследования гальвано- и термомагнитных эффектов 202
§ 1. Исследование эффекта Холла.......... 202
§ 2. Фотоэлектрооптический усилитель........ 206
§ 3. Измерение эффекта Холла на переменном токе..... 210
§ 4. Исследование гальваномагнитного эффекта в ферромагнетиках 212 § 5. Изучение термомагнитных эффектов в ферромагнетиках . . . 214 Глава XII. Некоторые промышленные методы измерений магнитных характеристик ................. 216
§ 1. Метод пермеаметра............. 216
§ 2. Измерение потерь на вихревые токи и гистерезис..... 224
§ 3. Феррометр............... 235
§ 4. Определение остаточной индукции и коэрцитивной силы . . 236 Глава XIII. Исследования магнитных свойств вещества в переменных
магнитных полях............... 240
§ 1. Магнитные характеристики вещества в переменных магнитных
полях................. 240
§ 2. Метод вольтметра и амперметра......... 243
§ 3. Мостовые методы измерения магнитных характеристик . . . 244 § 4. Потенциометрический метод измерения магнитных характеристик
в переменных полях............. 254
§ 5. Измерение магнитной проницаемости и потерь на частотах
50 кгц—lQ Мгц.............. 257
§ 6. Исследование проницаемости ферромагнитных материалов при
высоких частотах (до 3-Ю3 Мгц)......... 259
386
§ 7. Измерение проницаемости ферромагнитных материалов в области
сантиметровых волн с помощью волновода...... 266
§ 8. Измерение компонент тензора магнитной проницаемости . . . 271
§ 9. Исследование эффекта Фарадея......... 276
Глава XIV. Исследование ферро- и парамагнитного резонанса .... 280
§ 1. Методы исследования ферромагнитного резонанса..... 280
§ 2. Экспериментальные методы исследования электронного парамагнитного резонанса............. 288
Глава XV. Экспериментальные методы исследования магнитных свойств
атома и атомного ядра............. 304
§ 1. Исследования магнитных свойств элементарных частиц . . . 304 § 2. Измерение ядерного магнитного момента в конденсированных
средах................ 313
§ 3. Исследование ядерного резонанса индукционным методом . . 315 § 4. Экспериментальные установки для исследования ядерного магнитного резонансного поглощения......... 318
§ 5. Магнитные методы получения ориентированных ядер .... 326
§ 6. Методы измерения эффективных магнитных полей на ядрах . . 334 § 7. Исследование электронной структуры ферромагнитных металлов
при помощи поляризованных позитронов....... 340
Приложение................. 345
Цена: 300руб.
