Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 3. Электричество" -> 136

Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики Том 3. Электричество — М.: Наука , 1996. — 704 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykursfizikit31996.pdf
Предыдущая << 1 .. 130 131 132 133 134 135 < 136 > 137 138 139 140 141 142 .. 280 >> Следующая

Ниже точки Кюри из-за наличия спонтанного намагничивания обычное определение магнитной восприимчивости и проницаемости с помощью соотношений /= пН и В = \iH лишено смысла.
(79.3)
благодаря гипотетическому взаимодействию между атомами, введенному Вейссом, состояние спонтанного намагничивания «энергетически выгодно». В самом деле, допустим, что вначале магнитные моменты ориентированы хао-
Рис. 196.
тнчески. Если в результате флуктуаций магнитные моменты двух или нескольких атомов установятся параллельно в некотором направлении, то появится вейссовское
ТЕОРИЯ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА
327
Величины х и [і в этом случае определяются соотношениями
и являются функциями напряженности ПОЛЯ Я.
3. Предположим теперь, что наклон прямой СА больше наклона кривой Ланжевена в точке О. Это будет тогда, когда температура тела выше точки Кюри (Т > Тк). Тогда при отсутствии магнитного поля прямая С А займет положение OD, т. е. пересечет кривую Ланжевена только в начале координат, где намагничивание равно нулю. Спонтанного намагничивания не возникнет: намагничивание разрушается тепловым движением. Чтобы намагнитить тело, необходимо приложить магнитное поле. Рассчитаем возникающее при этом намагничивание. Прямая СА в рассматриваемом случае займет положение СЕ и пересечет кривую Ланжевена в точке Ах, ордината которой численно равна намагниченности тела. Ордината ОС = — Н/Ь, как показывает анализ экспериментальных данных, мала, а потому мал и участок ОАх кривой Ланжевена. Заменив этот участок прямой линией, можно написать Ь(х) = = (dLfdx)x_bx, так что
Решая это уравнение совместно со вторым уравнением (79.2) и воспользовавшись обозначением (79.3), получим
Намагничивание пропорционально полю, т. е. выше точки Кюри ферромагнетик превращается в парамагнетик, причем зависимость магнитной восприимчивости от температуры определяется законом Кюри — Вейсса (79.5).
Можно сказать, что ниже точки Кюри вещество находится в «упорядоченном состоянии», характеризующемся спонтанным намагничиванием. В точке Кюри происходит фазовое превращение его в «неупорядоченное состояние», в котором намагничивание отсутствует.
4. Таким образом, теория Вейсса объясняет основные факты из области ферромагнетизма: спонтанную намагниченность, существование температуры Кюри, закон Кюри — Вейсса. Можно
1=кН,
(79.4)
где
Тк const
(79.5)
328
МЛГНПТНОЕ ПОЛЕ
1ГЛ. Ш
было бы предполагать, что полеfr/сводптся к обычному взаимодействию магнитных диполей, совершенно аналогичному взаимодей* ствию электрических диполей диэлектрика. Если бы это было так; то, по аналогии с формулой (35.13), молекулярное поле Вейсса, во всяком случае по порядку величины, определялось бы выраже-4г
нием /, т. е. постоянная Вейсса была бы порядка единицы. К тому
же заключению приводят следующие элементарные соображения. Так как магнитное поле диполя быстро убывает с расстоянием, то поле в центре атома, создаваемое окружающими атомами, было бы порядка поля, создаваемого ближайшим атомом, т. е. 501/а3, где а — среднее расстояние между атомами. Так как 5Ш/а3 порядка /, то мы приходим к прежней оценке. Но поле такогопорядкасовершенно недостаточно, чтобы достигнуть насыщения намагничивания ферромагнетика, так как в парамагнетиках, где ситуация совершенно аналогична, насыщение не наблюдается.
С еще большей убедительностью мы придем к тому же заключению, если на основе экспериментальных данных оценим величину постоянной Вейсса Ь. Это можно сделать с помощью формулы (79.3).
В этой формуле в качестве функции Ланжевена возьмем Lya(x) = = thx » х в соответствии с экспериментально установленным фактом, что ферромагнетизм обусловлен спинами электронов (см. предыдущий параграф). Тогда получим
Т.= -ъг- (79.6)
Измерив температуру Кюри и намагничивание при насыщении Js, можно по этой формуле вычислить постоянную Ь. В результате для b получаются значения порядка 103 — 104. Таким ббразом, внутренние поля, необходимые для объяснения ферромагнетизма, в тысячи и десятки тысяч раз больше магнитных полей, которые могут создать ориентированные магнитные моменты атомов ферромагнетика. Следовательно, ферромагнетизм не может быть объяснен магнитным взаимодействием атомов.
Прямой опыт, поставленный в 1927 г. Я. Г. Дорфманом (1899 — 1974), доказал, что молекулярное поле, ориентирующее атомы ферромагнетика, не может быть магнитной природы. Между полюсами сильного электромагнита помещалась никелевая фольга толщиной ~ 20 мкм, расположенная параллельно магнитному полю. Через фольгу перпендикулярно к ее поверхности пропускался пучок быстрых электронов (Р-лучей) от радиоактивного источника. После прохождения через фольгу след пучка регистрировался на фотопластинке. Сначала опыт производился с выключенным электромагнитом. При включении магнитного поля электромагнита след пучка смещался в сторону. Если бы молекулярное поле Вейсса было магнитной природы, то смещение вызывалось бы эффектив-
ТЕОРИЯ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА
329
ным полем Въфф = И -f Ы. В этом случае ожидаемое смешение' было бы 10 мм. В действительности смещение получилось ~ 0,3 мм и соответствовало действию поля 104 Гс, т. е. величине магнитной индукции в образце.
Предыдущая << 1 .. 130 131 132 133 134 135 < 136 > 137 138 139 140 141 142 .. 280 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed