БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (МА)

Магнесия(Magnesía) на Меандре, древний город в Карии (ныне — юго-западный район Турции). Обследован французскими (1842 — 1843) и немецкими (1891 — 1893) археологическими экспедициями. Во 2 веке до н. э. застроен по регулярному плану с прямоугольной сеткой улиц (архитектор Гермоген из Алабанды; ему же приписываются и главные храмы М.). Сохранились руины агоры (со стоей и ионическим храмом Зевса Сосиполиса) и примыкающего к нему святилища Артемиды Левкофриены, где находились храм-псевдодиптер со скульптурным фризом (ныне — в Лувре, Париж, и других музеях) и монументальный алтарь.

Лит.: Humann С., Kohte J., Watzinger С., Magnesia am Meander, В., 1904.

Магнесия на Меандре. Храм Артемиды Левкофриены с алтарём. 2 в. до н. э. Реконструкция.

Магнети'зм(от греческого magnetis — магнит), проявляется в макромасштабах как взаимодействие между электрическими токами, между токами и магнитами (то есть телами с магнитным моментом ) и между магнитами. В наиболее общем виде М. можно определить как особую форму материальных взаимодействий, возникающих между движущимися электрически заряженными частицами. Передача магнитного взаимодействия, реализующая связь между пространственно-разделёнными телами, осуществляется особым материальным носителем — магнитным полем. Оно представляет собой наряду с электрическим полем одно из проявлений электромагнитной формы движения материи (см. Электромагнитное поле ) . Между магнитным и электрическим полями нет полной симметрии. Источниками электрического поля являются электрические заряды, которыми обладают элементарные частицы — электроны, протоны, мезоны и другие. Аналогичных магнитных зарядов пока не наблюдали в природе, хотя гипотезы об их существовании высказывались (см. Магнитный монополь ) .

Источником магнитного поля является движущийся электрический заряд, то есть электрический ток. В атомных масштабах для электронов и нуклонов (протонов, нейтронов) имеются два типа микроскопических токов — орбитальные, связанные с переносным движением центра тяжести этих частиц, и спиновые (см. Спин ) , связанные с внутренними степенями свободы их движения.

Количественной характеристикой М. частиц являются их орбитальный и спиновый магнитные моменты (обозначаются М ) . Поскольку все микроструктурные элементы веществ — электроны, протоны и нейтроны — обладают магнитными моментами, то и любые их комбинации — атомные ядра и электронные оболочки — и комбинации их комбинаций, то есть атомы, молекулы и макроскопические тела, могут в принципе быть источниками магнетизма. Таким образом, М. веществ имеет универсальный характер.

Известны два основных эффекта воздействия внешнего магнитного поля на вещества. Во-первых, диамагнитный эффект, являющийся следствием закона индукции Фарадея (см. Индукция электромагнитная ) : внешнее магнитное поле всегда создаёт в веществе такой индукционный ток, магнитное поле которого направлено против начального поля ( Ленца правило ) . Поэтому создаваемый внешним полем диамагнитный момент вещества всегда отрицателен по отношению к этому полю.

Во-вторых, если атом обладает отличным от нуля магнитным моментом (спиновым, орбитальным или тем и другим), то внешнее поле будет стремиться ориентировать его вдоль своего направления. В результате возникает параллельный полю положительный момент, который называют парамагнитным.

Существенное влияние на магнитные свойства вещества могут оказать также внутренние взаимодействия (электрической и магнитной природы) между атомными магнитными моментами. В некоторых случаях благодаря этим взаимодействиям оказывается энергетически выгоднее, чтобы в веществе существовал самопроизвольный (не зависящий от внешнего поля) атомный магнитный порядок. Вещества, в которых атомные магнитные моменты расположены параллельно друг другу, называются ферромагнетиками; соответственно антиферромагнетиками называются вещества, в которых соседние атомные моменты расположены антипараллельно. Сложность атомной структуры веществ, построенных из огромного числа атомов, приводит к практически неисчерпаемому разнообразию их магнитных свойств. При рассмотрении магнитных свойств веществ для последних употребляют общий термин — «магнетики». Взаимосвязь магнитных свойств веществ с их немагнитными свойствами (электрическими, механическими, оптическими и т.д.) позволяет очень часто использовать исследования магнитных свойств как источник информации о внутренней структуре микрочастиц и тел макроскопических размеров. Широкий диапазон явлений М., простирающийся от М. элементарных частиц до М. космических тел (Земли, Солнца, звёзд и других), обусловливает большую роль М. в явлениях природы, в науке и технике.

Макроскопическое описание магнитных свойств веществ обычно проводится в рамках теории электромагнитного поля (см. Максвелла уравнения ) , термодинамики и статистической физики. Одной из основных макроскопических характеристик магнетика, определяющих его термодинамическое состояние, является вектор намагниченностиJ (суммарный магнитный момент единицы объёма магнетика). Опыт показывает, что вектор J есть функция напряжённости магнитного поля Н. Графически зависимость J ( Н ) изображается кривой намагничивания, имеющей различный вид у разных магнетиков. В ряде веществ между J и Н существует линейная зависимость J = c Н, где c — магнитная восприимчивость (у диамагнетиков c < 0, у парамагнетиков c > 0). У ферромагнетиков c связано с Н нелинейно; у них восприимчивость зависит не только от температуры Т и свойств вещества, но и от поля Н.

Термодинамически намагниченность J магнетика определяется через потенциал термодинамический Ф ( Н, Т, р ) по формуле

(здесь р — давление). В свою очередь, расчёт Ф ( Н, Т, р ) основан на соотношении Гиббса — Богуславского Ф = — kT ln Z ( H, T ), где k — Больцмана постоянная, Z ( Н, Т ) — статистическая сумма.

Из общих положений классической статистической физики следует, что электронные системы (без учёта их квантовых свойств) не могут обладать термодинамически устойчивым магнитным моментом (теорема Бора — Ван-Левен — Терлецкого), но это противоречит опыту. Квантовая механика, объяснившая устойчивость атома, дала объяснение и М. атомов и макроскопических тел.