Kalimi i hekurit nga një gjendje feromagnetike në një gjendje paramagnetike
Kalimi i hekurit nga një gjendje feromagnetike në një gjendje paramagnetike mund të demonstrohet lehtësisht me mjetet më të thjeshta. Mora një tel të mbështjellë hekuri të trashë rreth një milimetër (lloji që përdoret për të siguruar tapat e shisheve të shampanjës) dhe e lidha me një copë teli të gjatë bakri shumë të hollë në qafën e shishes. Në anë fiksova një magnet të nxjerrë nga një radio e vjetër.
Ishte e nevojshme të vendosni telin e hekurit pranë magnetit në mënyrë të tillë që të "varet në ajër": nga njëra anë, tërhiqet nga magneti, por teli i bakrit nuk lejon që hekuri të afrohet. Pas kësaj, e largova telin e hekurit nga magneti në mënyrë që të ishte ende i varur në ajër, por ishte në prag të rënies.
Manipulimet e përshkruara nuk ishin të lehta për t'u kryer: edhe një herë jeni të bindur se fusha magnetike jep një tërheqje të fortë, por me distancë ajo shpejt dobësohet. Vlen të lëvizni telin e hekurit pak më afër - dhe do të ngjitet fort në magnet, pak më tej - dhe do të bjerë nën peshën e vet.
Magnetizmi nuk është graviteti. Nga njëra anë, forcat gravitacionale janë të dobëta: ju mund të ngrini një shkëmb që tërheq gjithë Tokën - një planet i madh. Por nga ana tjetër, ju nuk mund të largoheni nga graviteti i tokës - madje edhe në Hënë: me distancën, forca gravitacionale zvogëlohet shumë më ngadalë sesa magnetizmi.
Më kujton një incident në libër. fizikë e mahnitshme .
"... u shfaq një projekt fantastik për të shpëtuar anijet nga topat e armikut. Ideja ishte të instaloheshin magnetë të fuqishëm në anije drejt armikut, të mbuluar me forca të blinduara të trasha. Bërthamat e armikut supozohej të tërhiqeshin nga një magnet afër, të ktheheshin në të. drejtim dhe thyerje kundër armaturës së fortë Pjesa tjetër e anijes mund të ishte lënë e pambrojtur.
Në parim, gjithçka ishte e vërtetë, përveç se edhe magneti më i fuqishëm nuk mund të veprojë në një distancë të madhe. Imagjinoni që kemi një magnet që mund të tërheqë 10 tonë hekur në një distancë prej 1 cm Ky është një magnet shumë i fortë. Pra, nëse e lëvizim objektin e dobishëm edhe 1 cm, atëherë forca e tërheqjes do të bjerë 8 herë! Në një distancë prej 1 m, forca e tërheqjes do të bjerë me një faktor prej 1,000,000, dhe nuk mund të flitet për ndonjë tërheqje të bërthamave.
Por në shekullin e kaluar, ata ende nuk dinin të llogarisin fuqinë e magneteve, dhe megjithatë një armaturë e tillë magnetike u ndërtua në 1887. Ky magnet tërhoqi një pllakë çeliku, kështu që nevojitej një forcë prej 10 tonësh për ta shkëputur atë. Katër bërthama prej 120 kilogramësh vareshin njëra pas tjetrës në polin e një magneti. Por 2 m larg magnetit, njerëzit që kishin objekte çeliku në xhepat e tyre mezi e ndjenin efektin e magnetit. Nuk kishte asgjë për të menduar për tërheqjen e bërthamave të armikut. Vërtetë, një magnet i tillë veproi në gjilpërën e busullës për 10 km. "
Tani le të fillojmë eksperimentin. Një tel hekuri i mbështjellë "varur" pranë magnetit: ferromagneti tërhiqet nga fusha magnetike dhe tenton t'i afrohet magnetit. Vetëm tela bakri e mban atë nga kjo. Çfarë ndodh nëse një ferromagnet kthehet në një paramagnet? Mora djegësin dhe e drejtova flakën te teli i hekurit (duke pasur kujdes të mos e prekja magnetin me flakë). Teli i ndezur deri në një shkëlqim të kuq (pjesërisht - në të verdhë), filloi të largohej ngadalë nga magneti - "u ulet" dhe, më në fund, ra. Pas ftohjes, teli filloi të tërhiqej përsëri nga magneti dhe eksperimenti mund të përsëritej shumë herë.
Kur teli nxehet, hekuri arrin temperaturën Curie dhe bëhet një paramagnet. Tërheqja ndaj magnetit u ruajt, por u dobësua ndjeshëm - si rezultat, tela ra nën peshën e vet. Kur teli doli nga flaka, ai u fto shpejt dhe u bë përsëri një ferromagnet: do të ishte tërhequr përsëri nga magneti nëse nuk do të ishte larguar prej tij kur ai binte.
Por, mbase, ngrohja nuk ka asnjë lidhje me të: rrjedha e gazrave nga djegësi thjesht "e shpërtheu" telin? Ai kreu një eksperiment kontrolli: ai hapi furnizimin me gaz në maksimum, por nuk e ndezi flakën. Kur e dërgoi rrymën në tela, të “varur” pranë magnetit, nuk i bëri asnjë përshtypje.
Më lejoni t'ju kujtoj se për hekurin, temperatura Curie është 770 ° C - nga pikëpamja praktike, kjo është shumë. Kjo është arsyeja pse një tel i lehtë hekuri u zgjodh për eksperiment - do të ishte më e vështirë për të ngrohur një objekt më masiv në pikën Curie. Edhe në rastin e një teli, vetëm një pjesë e tij ka arritur në pikën Curie, por kjo është mjaft e mjaftueshme - gjëja kryesore është të ngrohni me flakë pikërisht ato pjesë të telit që janë më afër magnetit (mos harroni se magnetike forcat janë me rreze të shkurtër: tërheqja e pjesëve të largëta të telit ndaj magnetit nuk mjafton për ta mbajtur atë në ajër). Në çdo rast, keni nevojë për një djegës të mirë me një flakë relativisht të ngushtë.
_______________________________________________
Ferromagnetët janë substanca që nën një temperaturë të caktuar (pikat Curie) kanë magnetizim spontan, në mungesë të një fushe magnetike të jashtme (x> 1, në t ° të vogël ka magnetizim spontan, i cili ndryshon shumë nën veprimin e forcave të jashtme, histereza është karakteristike).
Histereza magnetike - vonesa e induksionit magnetik nga fusha e jashtme magnetizuese, për shkak të faktit se induksioni magnetik varet nga vlera e tij e mëparshme. Pasojë e pakthyeshmërisë së proceseve të magnetizimit.
Një domen është një rajon makroskopik në një kristal magnetik në të cilin orientimi i vektorit të magnetizimit homogjen spontan (në t° nën pikën Curie) rrotullohet ose zhvendoset në një mënyrë të caktuar në lidhje me drejtimet e vektorit përkatës në domenet fqinje.
Pika Curie është temperatura e një tranzicioni fazor të rendit të dytë që shoqërohet me një ndryshim të ngjashëm me kërcimin në vetitë e simetrisë së një substance (në ferromagnet - magnetike).
Te feromagnetët, për shkak të parametrit të madh të rrjetës kristalore, në një gjendje me mbivendosje të fortë të funksioneve valore të elektroneve me rrotullime antiparalele, lind energjia e zmbrapsjes elektrostatike, e cila rrit ndjeshëm energjinë e sistemit në krahasim me minimumin. energjia kur funksionet valore të elektroneve shtrydhen në gjendje të veçanta me orientim paralel të rrotullimeve.
Lëkundje elektromagnetike të lira të amortizuara.
Lëkundjet e lagura - lëkundjet, mace energjie. zvogëlohet me kalimin e kohës.
Karakterizohet nga fakti se amplituda e lëkundjeve A yavl. funksion në rënie. Në mënyrë tipike, amortizimi ndodh nën veprimin e forcave të rezistencës së mediumit, më së shpeshti i shprehur si një varësi lineare nga shpejtësia e lëkundjeve ose katrori i tij.
është vlera e amplitudës së ngarkesave në kohën t = 0
45. Numëruesi oscilues i energjisë. Lëkundje elektromagnetike të lira të pamposhtura.
Elektromag. luhatje - sasitë elektrike dhe magnetike që ndryshojnë periodikisht me kalimin e kohës në një qark elektrik.
Qarku ideal oscilues është elektr. qark, përbëhet nga një spirale me një induktivitet L dhe një kondensator me një kapacitet C. (Rezistenca R është e pranishme në një qark real). Rezistenca elektrike e një qarku ideal = 0.
Lëkundjet elektromagnetike të lira në qark - një ndryshim periodik i ngarkesës në mbështjelljet e kondensatorit, fuqia aktuale dhe tensioni në qark ndodh pa konsum të energjisë nga burimet e jashtme.
Se. shfaqja e lëkundjeve elektromagnetike të lira në qark është për shkak të rimbushjes së kondensatorit dhe shfaqjes së EMF vetë-induksionit në spirale, e cila siguron këtë "rimbushje". Dridhjet janë harmonike. ligji.
Forca e magnetizmit përcaktohet nga i ashtuquajturi "moment magnetik" - momenti dipol brenda një atomi, i cili vjen nga momenti këndor dhe rrotullimi i elektroneve. Materialet kanë struktura të ndryshme të momenteve magnetike të brendshme në varësi të temperaturës. Pika Curie është temperatura në të cilën ndryshojnë momentet magnetike të brendshme të një materiali.
Magnetizmi i përhershëm është për shkak të shtrirjes së momenteve magnetike, dhe magnetizmi i induktuar krijohet kur momentet magnetike të çrregullta detyrohen të rreshtohen në një fushë magnetike të aplikuar. Për shembull, momentet magnetike të renditura (ferromagnetike) ndryshojnë dhe bëhen të çrregullta (paramagnetike) në temperaturën Curie. Temperaturat më të larta i bëjnë magnetët më të dobët, pasi magnetizmi spontan ndodh vetëm nën temperaturën Curie - kjo është një nga karakteristikat kryesore të fenomeneve të tilla spontane. Ndjeshmëria magnetike mbi temperaturën Curie mund të llogaritet nga ligji Curie-Weiss, i cili rrjedh nga ligji Curie.
Përdorimi dhe formula
Për analogji me materialet ferromagnetike dhe paramagnetike, temperatura Curie mund të përdoret gjithashtu për të përshkruar midis ferroelektricitetit dhe paraelektricitetit. Në këtë kontekst, parametri i rendit është polarizimi elektrik që shkon nga një vlerë e fundme në zero ndërsa temperatura rritet mbi temperaturën Curie.
Momentet magnetike janë momente të përhershme dipole brenda një atomi, të cilat përmbajnë një moment elektronik sipas relacionit μl = el / 2me, ku me është masa e elektronit, μl është momenti magnetik, l është momenti këndor, pa të cilin është e vështirë të llogarisni temperaturën Curie; ky raport quhet xhiromagnetik.
Elektronet në një atom kontribuojnë në momente magnetike nga momenti i tyre këndor dhe nga momenti i tyre orbital rreth bërthamës. Momentet magnetike nga bërthama janë të papërfillshme në kontrast me momentet magnetike nga elektronet. Kontributet termike çojnë në energji më të larta të elektroneve, të cilat prishin rendin dhe prishin shtrirjen midis dipoleve.
Veçoritë
Materialet ferimagnetike dhe antiferromagnetike kanë struktura të ndryshme të momentit magnetik. Në një temperaturë të caktuar Curie të materialit, këto veti ndryshojnë. Kalimi nga antiferromagnetik në paramagnetik (ose anasjelltas) ndodh në temperaturën Neel, e cila është e ngjashme me temperaturën Curie - ky është, në fakt, kushti kryesor për një tranzicion të tillë.
Strukturat feromagnetike, paramagnetike, ferrimagnetike dhe antiferromagnetike përbëhen nga momentet e tyre magnetike. Nëse të gjithë elektronet brenda strukturës janë çiftuar, këto momente anulohen për shkak të rrotullimeve të tyre të kundërta dhe momentit këndor. Kështu, edhe kur aplikohet një fushë magnetike, këto materiale kanë veti të ndryshme dhe nuk kanë një temperaturë Curie - për hekurin, për shembull, përdoret një temperaturë krejtësisht e ndryshme.
Materiali është paramagnetik vetëm mbi temperaturën e tij Curie. Materialet paramagnetike janë jomagnetike kur nuk ka fushë magnetike dhe magnetike kur aplikohet një fushë magnetike. Kur nuk ka fushë magnetike, materiali ka momente magnetike të çrregullta; domethënë atomet janë asimetrike dhe jo të rreshtuara. Kur ekziston një fushë magnetike, momentet magnetike riorganizohen përkohësisht paralelisht me fushën e aplikuar, atomet janë simetrike dhe të rreshtuara. Momentet magnetike të rreshtuara në një drejtim janë shkaku i fushës magnetike të induktuar.
Për paramagnetizmin, kjo përgjigje ndaj një fushe magnetike të aplikuar është pozitive dhe njihet si ndjeshmëri magnetike. Ndjeshmëria magnetike zbatohet vetëm mbi temperaturën Curie për gjendjet e çrregullta.
Përtej pikës Curie
Mbi temperaturën Curie, atomet ngacmohen dhe orientimet e rrotullimit bëhen të rastësishme, por mund të riorganizohen nga fusha e aplikuar, d.m.th. materiali bëhet paramagnetik. Çdo gjë nën temperaturën Curie është një hapësirë, struktura e brendshme e së cilës tashmë ka pësuar një tranzicion fazor, atomet janë të renditura dhe vetë materiali është bërë ferromagnetik. Fushat magnetike të shkaktuara nga materialet paramagnetike janë shumë të dobëta në krahasim me fushat magnetike të materialeve ferromagnetike.
Materialet janë vetëm feromagnetike nën temperaturat e tyre përkatëse Curie. Materialet feromagnetike janë magnetike në mungesë të një fushe magnetike të aplikuar.
Kur nuk ka fushë magnetike, materiali ka një magnetizim spontan që rezulton nga momentet magnetike të renditura. Kjo do të thotë, për ferromagnetizmin, atomet janë simetrike dhe të rreshtuara në të njëjtin drejtim, duke krijuar një fushë magnetike konstante.
Temperatura Curie për ferromagnetët
Ndërveprimet magnetike mbahen së bashku nga ndërveprimet e shkëmbimit; përndryshe çrregullimi termik do të kapërcejë momentet magnetike. Ndërveprimi i shkëmbimit ka probabilitet zero që elektronet paralele të zënë të njëjtën pikë në kohë, duke nënkuptuar një shtrirje paralele preferenciale në material. Faktori Boltzmann jep një kontribut të rëndësishëm pasi preferon që grimcat ndërvepruese të rreshtohen në të njëjtin drejtim. Kjo rezulton në feromagnet që kanë fusha të forta magnetike dhe përkufizime të larta të temperaturës Curie prej rreth 1000 K.
Materialet ferrimagnetike janë magnetike në mungesë të një fushe magnetike të aplikuar dhe përbëhen nga dy jone të ndryshëm.
Magnetizmi spontan
Kur nuk ka fushë magnetike, materiali ka magnetizëm spontan që rezulton nga momentet magnetike të renditura; ato. për ferrimagnetizmin, momentet magnetike të të njëjtit moment jonik radhiten në një drejtim me një madhësi të caktuar, ndërsa momentet magnetike të një joni tjetër janë në drejtim të kundërt me një madhësi të ndryshme. Për shkak se momentet magnetike kanë madhësi të ndryshme në drejtime të kundërta, ka magnetizëm spontan dhe ka një fushë magnetike.
Çfarë ndodh nën pikën Curie?
Sipas ferroelektrikës moderne, temperatura Curie ka kufizimet e saj. Ashtu si materialet feromagnetike, ndërveprimet magnetike mbahen së bashku nga ndërveprimet e shkëmbimit. Megjithatë, orientimet e momenteve janë antiparalele, gjë që rezulton në një momentum neto duke zbritur momentin e tyre nga njëri-tjetri.
Nën temperaturën Curie, atomet e secilit jon janë të rreshtuara paralelisht me momente të ndryshme duke shkaktuar magnetizëm spontan; materiali është ferrimagnetik. Mbi temperaturën Curie, materiali është paramagnetik pasi atomet humbasin momentet e tyre të renditura magnetike kur materiali i nënshtrohet një tranzicioni fazor.
Temperatura e Neel dhe magnetizmi
Materiali ka momente magnetike të barabarta të rreshtuara në drejtime të kundërta, duke rezultuar në zero moment magnetik dhe zero magnetizëm në të gjitha temperaturat nën temperaturën e Neel. Materialet antiferromagnetike magnetizohen dobët në mungesë të një fushe magnetike.
Ashtu si materialet ferromagnetike, ndërveprimet magnetike mbahen së bashku nga ndërveprimet e shkëmbimit duke parandaluar çrregullimin termik të kapërcejë ndërveprimet e dobëta të momentit magnetik. Kur shfaqet çrregullimi, ai është në temperaturën Neel.
Vetitë ferromagnetike të një substance shfaqen vetëm në temperatura nën pikën Curie.
Shumica dërrmuese e atomeve kanë fushën e tyre magnetike. Pothuajse çdo atom mund të përfaqësohet si një magnet i vogël me një poli verior dhe jugor. Ky efekt magnetik shpjegohet me faktin se elektronet, kur lëvizin në orbita rreth bërthamës atomike, krijojnë rryma elektrike mikroskopike, të cilat gjenerojnë fusha magnetike ( cm. zbulimi i Oersted). Duke shtuar fushat magnetike të shkaktuara nga të gjitha elektronet e atomit, marrim fushën magnetike totale të atomit.
Në shumicën e substancave, fushat magnetike të atomeve janë të orientuara rastësisht, si rezultat i të cilave ato anulojnë njëra-tjetrën. Megjithatë, në disa substanca dhe materiale (kryesisht në lidhjet që përmbajnë hekur, nikel ose kobalt), atomet janë të renditura në atë mënyrë që fushat e tyre magnetike të drejtohen në një drejtim dhe të përforcojnë njëra-tjetrën. Si rezultat, një pjesë e një substance të tillë është e rrethuar nga një fushë magnetike. Nga këto substanca, të quajtura feromagnetet, pasi ato zakonisht përmbajnë hekur, dhe marrin magnet të përhershëm.
Për të kuptuar se si formohen feromagnetet, imagjinoni një copë hekuri të nxehtë. Për shkak të temperaturës së lartë, atomet në të lëvizin shumë shpejt dhe rastësisht, duke mos lënë vend për renditjen e fushave magnetike atomike në një drejtim. Megjithatë, me uljen e temperaturës, lëvizja termike dobësohet dhe efektet e tjera fillojnë të mbizotërojnë. Në hekurin (dhe disa metale të tjera) në nivelin atomik, ekziston një forcë që tenton të kombinojë dipolet magnetike të atomeve fqinjë me njëri-tjetrin.
Kjo forcë e bashkëveprimit ndëratomik, e quajtur këmbimi i fuqisë, u përshkrua për herë të parë nga Werner Heisenberg ( cm. Parimi i pasigurisë së Heisenberg). Kjo është për shkak të faktit se dy atome fqinje mund të shkëmbejnë elektrone të jashtme, dhe këto elektrone fillojnë t'u përkasin njëkohësisht të dy atomeve. Forca e shkëmbimit i lidh fort atomet në rrjetën kristalore të metalit dhe i bën fushat e tyre magnetike paralele dhe të drejtuara në të njëjtin drejtim. Si rezultat, fushat magnetike të renditura të atomeve fqinje rriten reciprokisht në vend që të anulohen. Dhe një efekt i tillë mund të vërehet në një vëllim materies të rendit 1 mm 3, i cili përmban deri në 10 16 atome. Atomet e të tilla domeni magnetik (cm. më poshtë) janë rreshtuar në atë mënyrë që të kemi një fushë magnetike të pastër.
Në temperatura të larta, veprimi i kësaj force pengohet nga lëvizja termike e atomeve, ndërsa në temperatura të ulëta, fushat magnetike atomike mund të përforcojnë njëra-tjetrën. Temperatura në të cilën ndodh ky kalim quhet Pika Curie metal - për nder të fizikanit francez Pierre Curie i cili e zbuloi atë.
Në realitet, struktura e feromagneteve është shumë më e ndërlikuar sesa përshkruhet më sipër. Në mënyrë tipike, domenet individuale përfshijnë vetëm disa mijëra atome, fushat magnetike të të cilave janë të njëanshme, por fushat e fushave të ndryshme drejtohen rastësisht dhe, në tërësi, materiali nuk magnetizohet. Prandaj, një copë e zakonshme hekuri nuk tregon veti magnetike. Megjithatë, në kushte të caktuara, fushat magnetike të fushave që përbëjnë një ferromagnet janë gjithashtu të renditura (për shembull, kur hekuri i nxehtë ftohet në një fushë magnetike të fortë). Dhe pastaj marrim një magnet të përhershëm. Prania e pikës Curie shpjegon gjithashtu pse, kur një magnet i përhershëm nxehet fort, në një moment ai përfundon demagnetizimi.
Marie Sklodowska Curie, 1867-1934
kimist polak, pastaj francez. Lindur në Varshavë në një familje intelektualësh gjatë periudhës së vështirë të pushtimit rus që ra në Poloni. Ndërsa studionte në shkollë, ajo ndihmoi nënën e saj të mbante një konvikt, duke shërbyer në të si shërbëtore. Pasi la shkollën, ajo punoi për një kohë si guvernate për familjet e pasura, në mënyrë që të fitonte fonde për edukimin mjekësor të motrës së saj. Gjatë kësaj periudhe, fejesa e Sklodowska, e mërzitur nga prindërit e dhëndrit, me një të ri nga familja ku ajo shërbente (prindërit e konsideruan një martesë të tillë të djalit të tyre të padenjë për pozicionin e tyre shoqëror dhe humbën një mundësi të shkëlqyer për të përmirësuar grupin e gjeneve të familjes së tyre) bie. Pasi motra e saj mori një arsim mjekësor në Paris, vetë Sklodowska shkoi gjithashtu për të studiuar atje.
Rezultatet e shkëlqyera të provimeve pranuese në fizikë dhe matematikë tërhoqën vëmendjen e ngushtë të shkencëtarëve kryesorë francezë ndaj polakit të ri. Rezultati ishte fejesa e saj në 1894 me Pierre Curie dhe martesa me të vitin e ardhshëm. Në ato vite sapo kishin filluar studimet për fenomenin e radioaktivitetit dhe puna në këtë fushë nuk kishte fund. Pierre dhe Marie Curie filluan nxjerrjen e mostrave radioaktive nga xehet e nxjerra në Bohemi dhe studimin e tyre. Si rezultat, çifti arriti të zbulonte disa elementë të rinj radioaktivë menjëherë ( cm. Prishja radioaktive), njëra prej të cilave u emërua kurium për nder të tyre, dhe një tjetër - polonium për nder të atdheut të Marisë. Për këto studime, Curies, së bashku me Henri Becquerel (1852-1908), i cili zbuloi rrezet X, iu dha Çmimi Nobel në Fizikë për vitin 1903. Ishte Marie Curie ajo që prezantoi për herë të parë termin "radioaktivitet" - sipas emrit të elementit radioaktiv të radiumit të parë të zbuluar nga Curie.
Pas vdekjes tragjike të Pierre në 1906, Marie Curie refuzoi pensionin e ofruar nga Universiteti i Sorbonës dhe vazhdoi kërkimin e saj. Ajo arriti të vërtetojë se si rezultat i kalbjes radioaktive, ndodh shndërrimi i elementeve kimike dhe, në këtë mënyrë, vendos themelet për një degë të re të shkencave natyrore - radiokiminë. Për këtë punë, Marie Curie u nderua me Çmimin Nobel në Kimi në 1911 dhe u bë shkencëtarja e parë që fitoi dy herë çmimin më prestigjioz për arritjet në shkencat natyrore. (Në të njëjtin vit, Akademia e Shkencave e Parisit e refuzoi kandidaturën e saj dhe nuk e pranoi Marie Kurin në radhët e saj. Me sa duket, dy çmime Nobel iu dukën zotërinjve akademikë të pamjaftueshëm për të kapërcyer tendencën e tyre për të diskriminuar në baza kombëtare dhe gjinore.)
Gjatë Luftës së Parë Botërore, Marie Curie ishte aktive në kërkimet mjekësore të aplikuara, duke punuar në pjesën e përparme me një aparat portativ me rreze X. Në vitin 1921, në Amerikë u hap një abonim për të mbledhur fonde për blerjen e 1 gram radium të pastër për Marie Curie, që i nevojitej për kërkime të mëtejshme. Gjatë turneut të saj triumfues në Amerikë me leksione publike, çelësi i kutisë së metalit të çmuar radioaktiv iu dorëzua Curie nga vetë presidenti amerikan Warren Harding.
Vitet e fundit të jetës së Marie Curie-t ishin të mbushura me iniciativa të rëndësishme ndërkombëtare në shkencë dhe mjekësi. Në fillim të viteve 1930, shëndeti i Marie Curie u përkeqësua ndjeshëm - prekën dozat e mëdha të ekspozimit radioaktiv që ajo mori gjatë eksperimenteve shumëvjeçare - dhe në 1934 ajo vdiq në një sanatorium në Alpet Franceze.
Pierre Curie, 1859-1906
fizikan francez. Lindur në Paris në familjen e një mjeku të shquar. Mori arsimim në shtëpi. Fillimisht ai studioi farmakologji në Sorbonë, por shumë shpejt u interesua për eksperimentet e shkencës natyrore me kristale, të cilat u kryen nga vëllai i tij Jacques, dhe përfundimisht u bë drejtor i Shkollës së Fizikës dhe Kimisë (École de Physique et Chimie). Në 1895 ai u martua me Maria Skłodowska dhe në të njëjtin vit ai mbrojti disertacionin e doktoraturës mbi vetitë magnetike të paramagneteve ( cm. Ligji Curie). Së bashku me gruan e tij, në kushtet më të vështira të punës, ai kreu eksperimente në Shkollë për të studiuar vetitë e lëndëve radioaktive. Më 1904 u emërua profesor i fizikës dhe drejtor i laboratorit (shndërruar së shpejti në Institutin e Radiumit) të Sorbonës. Në prill të vitit 1906, Pierre Curie vdiq në një aksident të frikshëm kur u përplas nga një taksi. Ai nuk kishte kohë as të kompletonte pajisjet e laboratorit të tij të ri.
Tranzicionet fazore të llojit të dytë
KALIMET FAZORE (transformime fazore), kalime të një lënde nga një fazë në tjetrën, që ndodhin me një ndryshim të temperaturës, presionit ose nën ndikimin e ndonjë faktori tjetër të jashtëm, si fusha magnetike ose elektrike.
Kalimet fazore të llojit të dytë janë kalime fazore në të cilat derivatet e dyta të potencialeve termodinamike në lidhje me presionin dhe temperaturën ndryshojnë papritur, ndërsa derivatet e tyre të parë ndryshojnë gradualisht. Nga kjo rrjedh, në veçanti, se energjia dhe vëllimi i një lënde nuk ndryshojnë gjatë një tranzicioni fazor të rendit të dytë, por kapaciteti i saj i nxehtësisë, kompresueshmëria, ndjeshmëritë e ndryshme, etj., ndryshojnë.
Tranzicionet fazore të llojit të dytë shoqërohen nga një ndryshim në simetrinë e materies. Ndryshimi në simetri mund të shoqërohet me zhvendosjen e atomeve të një lloji të caktuar në rrjetën kristalore, ose me një ndryshim në rendin e substancës.
Në shumicën e rasteve, faza me simetri më të madhe (d.m.th., duke përfshirë të gjitha simetritë e fazës tjetër) korrespondon me temperatura më të larta, por ka përjashtime. Për shembull, kur kalon në pikën e poshtme Curie në kripën Rochelle, faza që i përgjigjet temperaturës më të ulët ka simetri rombike, ndërsa faza që i përgjigjet temperaturës më të lartë ka simetri monoklinike.
Për të karakterizuar në mënyrë sasiore simetrinë gjatë një tranzicioni fazor të rendit të dytë, futet një parametër i rendit që merr vlera jozero në fazën me simetri më të madhe dhe është identikisht i barabartë me zero në fazën e çrregullt.
Temperatura e Curie
Fusha magnetike e temperaturës curie
Temperatura Curie është temperatura e një tranzicioni fazor të rendit të dytë që shoqërohet me një ndryshim të menjëhershëm në vetitë e simetrisë së një substance (për shembull, magnetike - në ferromagnet, elektrike - tërësisht feroelektrike, kristal-kimike - në lidhjet e renditura) . Me emrin P. Curie. Në temperaturat nën pikën Curie, ferromagnetët kanë magnetizim spontan (spontan) dhe një simetri të caktuar magneto-kristaline. Në pikën Curie (), intensiteti i lëvizjes termike të atomeve të ferromagnetit është i mjaftueshëm për të shkatërruar magnetizimin e tij spontan ("rendin magnetik") dhe për të ndryshuar simetrinë, si rezultat, ferromagneti bëhet një paramagnet. Në mënyrë të ngjashme, në antiferromagnetët në (në të ashtuquajturën pikë antiferromagnetike Curie ose pikën Neel) ndodh shkatërrimi i strukturës së tyre magnetike karakteristike (nëngrilat magnetike) dhe antiferromagnetët bëhen paramagnet. Në të gjitha ferroelektrikët dhe antiferroelektrikët, lëvizja termike e atomeve zvogëlon në zero orientimin e renditur spontan të dipoleve elektrike të qelizave elementare të rrjetës kristalore. Në lidhjet e renditura, në pikën Curie (quhet edhe pika Kurnakov në rastin e lidhjeve), shkalla e rendit me rreze të gjatë në rregullimin e atomeve (joneve) të përbërësve të aliazhit bëhet e barabartë me zero.
Kështu, në të gjitha rastet e kalimeve fazore të llojit të dytë (siç është pika Curie) në një substancë, një ose një lloj tjetër "rendi" atomik zhduket (orientimi i renditur i momenteve magnetike ose elektrike, renditja me rreze të gjatë në shpërndarje të atomeve mbi nyjet e rrjetës kristalore në lidhjet etj.) P.). Pranë pikës Curie, ndryshime specifike në shumë veti fizike (për shembull, kapaciteti i nxehtësisë, ndjeshmëria magnetike, etj.) ndodhin në një substancë, duke arritur një maksimum në, i cili zakonisht përdoret për të përcaktuar me saktësi temperaturën e tranzicionit fazor.
Vlerat numerike të temperaturës Curie jepen në libra të veçantë referencë.
Temperatura Curie mund të përcaktohet nga varësia nga temperatura e magnetizimit duke ekstrapoluar pjesën e pjerrët të varësisë në boshtin e temperaturës.
Meqenëse magnetizimi i mostrës matet me një magnetometër në një fushë magnetike të jashtme mjaft të fortë, tranzicioni ferromagnet-paramagnet lyhet në rajonin e pikës Curie për shkak të rritjes së rritjes së paraprocesit me rritjen e temperaturës.
Metodat për përcaktimin e temperaturës Curie
Më poshtë janë relativisht të thjeshta dhe të njohura
1) sipas koeficientit maksimal të temperaturës së rezistencës elektrike
2) sipas efektit maksimal negativ galvanomagnetik (për shkak të proporcionalitetit) R)
3) nga zhdukja e magnetizimit spontan M(T), ose nga minimumi i varësisë së derivatit dM/dT
4) nga përshkueshmëria fillestare zero
5) nga matjet izotermike të kapacitetit të nxehtësisë Cmagn(T) në fusha magnetike zero dhe jozero. Në pikën Curie, vërehet derivati maksimal i kapacitetit të nxehtësisë
Në këtë punim, ne paraqesim një metodë për përcaktimin e pikës Curie, e cila përdor efektin e rritjes së ndjeshmërisë në fushat e dobëta magnetike me rritjen e temperaturës. Sjellja e ndjeshmërisë h në rajonin e pikës Curie përshkruhet, sipas teorive ekzistuese, në formën:
h ~ g (T - TC) -1 (1)
ku r mund të variojë nga 1.26 në 1.4 Nga (1) rezulton se në T > TC vlera h> 0. Maksimumi i varësisë h = h(T) shqiptohet vetëm për substancat e pastra feromagnetike. Në materialet johomogjene që përmbajnë papërsosmëri strukturore dhe papastërti, kurba h = h(T) ka një formë të paqartë në rajonin e TS. Për ferrimagnetët, për shkak të ndikimit të ndërsjellë të nëngarkave magnetike jo ekuivalente, maksimumi h është më pak i theksuar se sa për ferromagnetët. Në këtë rast, është e këshillueshme të merret si pikë Curie temperatura që korrespondon me pikën e kryqëzimit të vijave të drejta, të cilat përafrojnë segmentet ngjitëse dhe zbritëse në varësitë në rajonin TS.
Metoda Belov-Goryaga përdor zgjerimin e Landau-së të potencialit termodinamik Z në një seri shkallësh magnetizimi me koeficientin përkatës në secilën shkallë.
Në një gjendje ekuilibri termodinamik
Përdoren vlerat e dhëna.
Ku M0 është magnetizimi i ngopjes, TC është lidhja e temperaturës Curie (2) konvertohet në formë
Koeficientët në anën e djathtë të relacionit (3) janë funksione të temperaturës së reduktuar dhe zgjerohen në një seri Taylor në afërsi të temperaturës Curie, pra në φ=1.
Koeficienti a mund të përcaktohet nga varësitë e fushës izotermale të magnetizimit, dhe, meqenëse në T ? TC a=0, kjo veti mund të përdoret për të përcaktuar temperaturën Curie.
