Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Можен М. -> "Механика электромагнитных сплошных сред" -> 17

Механика электромагнитных сплошных сред - Можен М.

Можен М. Механика электромагнитных сплошных сред — Москва, 1991. — 560 c.
ISBN 5-03002227-9
Скачать (прямая ссылка): mehanikaelektromagnitnihsploshnihsred1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 207 >> Следующая

заменяется непрерывным распределением в пространстве плотности спина.
Роль электронов, пока затрагивается только магнетизм, доминирующая,
поэтому о распределении плотности спина можно говорить как об электронной
спиновой системе.
С. Парамагнетизм
При высокой температуре тепловое движение препятствует глобальному
упорядочению магнитных моментов вещества
Рис. 1.6.2. Зависимость для магнитной восприимчивости парамагнетиков.
(рис. 1.6.1(a)) и спиновая система находится в полном беспорядке, что
соответствует фазе парамагнетизма. Температурная зависимость магнитной
восприимчивости в этой фазе определяется законом Кюри
%т = С/в, С = Ng2S (5+1) p2B/3kB, (1.6.9)
где g " 2 - так называемый множитель Ланде, S - спин одного иона (в
единицах Н) и N - концентрация ионов. Типичная кривая для хт представлена
на рис. 1.6.2.
D. Ферромагнетизм
При охлаждении большинства магнитных материалов ниже критической
температуры 0с (температуры Кюри) тепло-вое движение становится
недостаточным, чтобы разрушить
42 Гл. 1. Основные электрические и магнитные свойства твердых тел .
упорядочение спинов, и это приводит к ферромагнетизму (рис. 1.6.1(b)).
Здесь может существовать спонтанная намагниченность в отсутствие внешнего
магнитного поля. На рис. 1.6.5 : изображена зависимость намагниченности
как функции темпе- \ ратуры (в отсутствие внешнего поля) для
ферромагнетиков- ' железа, никеля, кобальта.
Явление спонтанной намагниченности наблюдается в образ- ( цах
ферромагнетика на характерных размерах, достаточных для -
визуального рассмотрения под ми- j кроскопом. Обратим внимание, что
локальная намагниченность имеет- , ся на участках размером порядка 10~5-
10-2 см, что мало по сравне- i нию с размерами образца, но достаточно
велико по сравнению с промежутками в кристаллической решетке. На этих
размерах спонтанная намагниченность, если температура однородна, имеет не
зависящую от координат величину, но меняющееся от точки к точке
направление. Про такой образец говорят, что он намагничен до насыщения.
Однако большинство образцов ферромагнетика в такой ситуации стремится
разбиться на отдельные области - так называемые домены Вейса. Это
обстоятельство разъясняет, почему образец можно размагнитить, т. е.
почему образец может иметь в целом пренебрежимо малую намагниченность
(рис. 1.6.4).
Теоретическое объяснение этого явления основано, конечно, на том, что
такое разбиение отвечает состоянию с меньшей энергией [Ландау, Лифшиц,
1982; Привороцкий, 1976]. Каждый домен отделяется от соседних стенками
(стенками Блоха), которые можно рассматривать как переходные зоны, что
более реалистично, чем поверхности разрыва; при переходе через; стенки
ориентация магнитных спинов резко, но непрерывно меняется; далее
спонтанная намагниченность остается постоянной по величине и направлению.
При приложении к образцу с доменной структурой нарастающего магнитного
поля суммарная намагниченность образца проходит через разные стадии; на
первой стадии происходит обратимое движение доменных стенок в пользу
доменов с благоприятной ориентацией; затем наблюдается необратимое
прерывистое движение стенок, соответ-
м
в/вс
Рис. 1.6.3. Зависимость намагниченности от температуры для кристаллов
ферромагнетика. (S -момент импульса атома в единицах ft.) (См. J. Н. Van
Vleck. The theory of electric and magnetic susceptibilities. - Oxford
Univ. Press, 1932, p. 334.)
§ 1.6. Парамагнетизм и ферромагнетизм
43
етвующее так называемым скачкам Баркхаузена, и на конечной стадии
происходит чистое вращение магнитных спинов до полного насыщения
намагниченности (рис. 1.6.5). Странное поведение на второй стадии
объясняется наличием структурных дефектов, к которым доменные стенки
стремятся прикрепиться,
Рис. 1.6.4. Простая структура из магнитных домеиов: (а) стенка 180°,
(Ь) стенка 90°.
а это, в свою очередь, означает, что процессы необратимого намагничивания
и появления внутренних деформаций взаимосвязаны [Friedel, 1964].
Рис. 1.6.5. Последовательные стадии намагничивания макроскопического
образца ферромагнетика.
Чтобы заложить физическую базу для дальнейших исследований (гл. 6), дадим
краткий обзор основных элементов теории ферромагнетизма. Температура Кюри
отделяет неупорядоченную парамагнитную фазу (0 > 0с) от упорядоченной
ферромагнитной фазы (0 < 0с)-см. рис. 1.6.3. Например, для железа,
кобальта и никеля 0с 1000 °К, 1388 °К и 627 °К соответственно. В начале
века Пьер Вейс догадался, что затруднения с тепловым движением можно
обойти, если постулировать в ферромагнетиках наличие, сильного
молекулярного поля, обусловленного взаимодействием электронов; оно
стремится выстроить все магнитные моменты параллельно друг другу.
Действие этого поля, также называемого обменным полем, может
рассматриваться как действие эквивалентного магнитного поля Нех. Нужно
отметить, что поле Нех не является реальным магнитным полем: оно не
входит в уравнения Максвелла и с ним
44 Гл. 1. Основные электрические и магнитные свойства твердых тел
Предыдущая << 1 .. 11 12 13 14 15 16 < 17 > 18 19 20 21 22 23 .. 207 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed