Магнитомеханические явления. 
Физика: механика, электричество и магнетизм

В атоме любого вещества электроны движутся вокруг ядра. Для объяснения магнитных явлений можно считать, что электрон вращается по круговой орбите. Угловая скорость электрона направлена так, как показано на рисунке (направление можно определить с помощью правила правого винта).

Движение электрона упорядочено. Поэтому орбитальное движение электрона можно трактовать как электрический ток.

Электрон движется по круговой орбите, поэтому созданный им ток является круговым. Поскольку электрон имеет отрицательный заряд, направление созданного им тока противоположно направлению вращения электрона.

Этот круговой ток обладает магнитным моментом р_т= IS, направление которого показано на рисунке.

Если вещество находится в магнитном иоле, на электрон действует момент силы м = [р_П1, в | (см. разд. 4.1.8).

Направление вектора М определяется по правилу правого винта для векторного произведения. В данном случае момент силы направлен так, как показано на рисунке справа.

В соответствии с основным законом динамики вращательного движения электрон получает угловое ускорение, равное е = — (здесь.

J — момент инерции электрона). Направление углового ускорения совпадает с направлением момента силы.

За время dt электрон получит приращение угловой скорости, равное day = edt. Направление вектора d(0 совпадает с направлением вектора углового ускорения.

Следовательно, через dt секунд угловая скорость изменится. Она станет равна со' (см. рисунок).

Причём, поскольку вектор с/со перпендикулярен вектору угловой скорости со, изменится только направление угловой скорости.

В последующие моменты времени рассмотренный эффект будет повторяться — вектор угловой скорости будет поворачиваться вокруг направления внешнего магнитного поля, не изменяясь при этом по модулю.

Конец вектора угловой скорости будет описывать окружность, которая изображена на рисунке.

Поскольку вектор угловой скорости направлен вдоль оси вращения, ось вращения электрона также будет вращаться вокруг направления внешнего магнитного поля.

Такое движение вращающегося тела называют прецессией.

Итак, внешнее магнитное поле вызывает появление дополнительного упорядоченного движения электрона — прецессии.

Дополнительное вращение электрона означает появление дополнительного тока /_пр. Направление этого тока противоположно скорости дополнительного вращения v_np.

Дополнительный ток /_пр создаёт дополнительное магнитное поле Я_пр.

В соответствии с законом Био-Савара-Лапласа это магнитное поле направлено против внешнего магнитного поля.

Таким образом, при внесении любого вещества в магнитное поле возникает прецессия орбит электронов вокруг направления внешнего магнитного поля. Прецессия, в свою очередь, порождает магнитное поле, всегда направленное против внешнего. Поэтому в любом веществе из-за прецессии электронных орбит магнитное поле становится слабее внешнего магнитного поля.