Magnetická susceptibilita

Magnetická susceptibilita je fyzikální veličina, která popisuje chování materiálu ve vnějším magnetickém poli.

Jednotky a značení

• Doporučená značka:^[1] ${\displaystyle \chi _{m}}$, někdy se používá také κ nebo K
• Jednotka v SI:^[1] 1 (je to bezrozměrná veličina)

Definice

Magnetická susceptibilita je definována vztahem platným pro lineární magnetikum:^[1]

${\displaystyle {\boldsymbol {M}}=\chi _{m}{\boldsymbol {H}}}$, kde M je magnetizace a H intenzita magnetického pole

a je obecně tenzorem druhého řádu. U většiny běžných materiálů je vektor magnetizace stejného směru jako vektor intenzity magnetického pole a magnetická susceptibilita je pak veličinou skalární.

V obecném magnetiku je třeba uvažovat i nelineární efekty a disperzi; magnetizace proto závisí nejen na intenzitě magnetického pole, ale i na předchozí historii okolního elektromagnetického pole, a zobecněná magnetická susceptibilita ${\displaystyle {\hat {\chi }}_{m}}$ je pak obecně operátorem, daným vztahem:

${\displaystyle {\boldsymbol {M}}({\boldsymbol {r}},t)=\int _{V}\!\int \limits _{-\infty }^{t}{\hat {\chi }}_{m}({\boldsymbol {r}},{\boldsymbol {r}}',t-t',{\boldsymbol {E}},{\boldsymbol {H}})\,{\boldsymbol {H}}({\boldsymbol {r}}',t')\,dt'd^{3}{\boldsymbol {r}}'}$, kde E značí intenzitu elektrického pole, r a t polohový vektor resp. čas.

Výpočet

Skalární susceptibilita lineárního magnetika: ${\displaystyle \chi _{m}={\frac {M}{H}}}$, kde magnetizace M i intenzita magnetického pole H se dosazují ve stejných jednotkách (v SI se udávají v ampérech na metr).

Pomocí susceptibility lze v lineárním magnetiku vyjádřit magnetickou indukci B jako:

${\displaystyle \mathbf {B} =\mu _{0}(\mathbf {H} +\mathbf {M} )=\mu _{0}(1+\chi _{m})\mathbf {H} =\mu \mathbf {H} }$, kde ${\displaystyle \mu _{0}}$ je permeabilita vakua a ${\displaystyle (1+\chi _{m})=\mu _{r}}$ relativní permeabilita daného materiálu.

Rozdělení látek podle magnetické susceptibility

Podle hodnoty magnetické susceptibility lze rozdělit materiály na:

• diamagnetické, pro ně ${\displaystyle -1<\chi _{m}<0}$
• paramagnetické, pokud ${\displaystyle 0<\chi _{m}\ll 1}$
• feromagnetické, jestliže ${\displaystyle \chi _{m}\gg 1}$.

Reference

Související články

• Anizotropie magnetické susceptibility
• Elektrická susceptibilita
• Permeabilita
• Fyzikální konstanty