Övergång av järn från ferromagnetiskt till paramagnetiskt tillstånd
Övergången av järn från ett ferromagnetiskt till ett paramagnetiskt tillstånd kan enkelt demonstreras med de enklaste metoderna. Jag tog lite rulltråd, ungefär en millimeter tjock (sådan som används för att fästa korkar på champagneflaskor) och band den med en lång bit mycket tunn koppartråd till flaskhalsen. Jag fäste en magnet tagen från en gammal radio på sidan.
Det var nödvändigt att placera järntråden nära magneten så att den "svävade i luften": på ena sidan attraherades den av magneten, men koppartråden hindrade järnet från att komma närmare. Efter det flyttade jag bort järntråden från magneten så att den fortfarande hängde i luften, men var på väg att falla.
De beskrivna manipulationerna var inte lätta att utföra: återigen är du övertygad om att magnetfältet ger en stark attraktion, men med avstånd försvagas det snabbt. Om du flyttar järntråden lite närmare kommer den att hålla fast vid magneten, lite längre, och den kommer att falla under sin egen vikt.
Magnetism är inte gravitation. Å ena sidan är gravitationskrafterna svaga: du kan lyfta en sten som attraherar hela jorden - en enorm planet. Men å andra sidan kan du inte undkomma jordens gravitation - inte ens på månen: med avstånd minskar gravitationskraften mycket långsammare än magnetism.
Jag minns en händelse som beskrivs i boken Underbar fysik .
"...ett fantastiskt projekt uppstod för att rädda fartyg från fiendens kanonkulor. Tanken var att installera kraftfulla magneter på fartyget, täckta med tjock rustning, mot fienden. Fiendens kanonkulor var tänkt att lockas av en närliggande magnet, vända in dess riktning och brott mot den starka rustningen. De återstående delarna av fartyget kunde lämnas oskyddade.
I princip var allt korrekt, förutom att inte ens den mest kraftfulla av magneter kan fungera över långa avstånd. Låt oss föreställa oss att vi har en magnet som kan dra till sig 10 ton järn på ett avstånd av 1 cm. Detta är en mycket stark magnet. Så om vi flyttar det användbara föremålet ytterligare 1 cm, kommer attraktionskraften att sjunka 8 gånger! På ett avstånd av 1 m kommer attraktionskraften att sjunka 1 000 000 gånger, och det kan inte vara tal om någon attraktion av kärnor.
Men under förra seklet visste man ännu inte hur man skulle beräkna styrkan på magneter, och en sådan pansarmagnet byggdes ändå 1887. Denna magnet drog till sig en stålplåt så att det behövdes en kraft på 10 ton för att slita av den 120 kilos kärnor hängde ensamma efter varandra på magnetens pol. Men 2 m från magneten kände människor som hade stålföremål i fickan knappt effekten av magneten. Det fanns inget att tänka på attraktionen av fiendens kärnor. Det är sant att en sådan magnet verkade på kompassnålen 10 km bort. "
Låt oss nu börja experimentet. En lindad järntråd "svävade" nära en magnet: ferromagneten attraheras av magnetfältet och tenderar att komma närmare magneten. Bara koppartråd hindrar honom från att göra detta. Vad händer om en ferromagnetisk förvandlas till en paramagnetisk? Jag tog facklan och riktade lågan mot järntråden (samtidigt som jag försökte att inte röra magneten med lågan). Tråden lyste rött (delvis gul), började sakta röra sig bort från magneten - "sagde" och föll till slut. Efter kylning började tråden attraheras av magneten igen och experimentet kunde upprepas många gånger.
När tråden värmdes upp nådde järnet Curie-temperaturen och blev paramagnetiskt. Attraktionen till magneten kvarstod, men försvagades kraftigt - som ett resultat föll tråden under sin egen vikt. När tråden lämnade lågan svalnade den snabbt och blev återigen en ferromagnet: den skulle ha attraherats av magneten igen om den inte hade rört sig bort från den när den föll.
Men kanske uppvärmning har ingenting att göra med det: flödet av gaser från brännaren "blåste helt enkelt bort" tråden? Jag genomförde ett kontrollexperiment: Jag öppnade gastillförseln till maximalt, men tände inte lågan. När jag riktade flödet på en tråd som "svävade" nära magneten, gjorde den inget intryck på den.
Låt mig påminna dig om att för järn är Curie-temperaturen 770°C - ur praktisk synvinkel är detta ganska mycket. Det är därför lätt järntråd valdes för experimentet - det skulle ha varit svårare att värma ett mer massivt föremål till Curie-punkten. Även i fallet med en tråd har bara en del av den nått Curie-punkten, men det räcker - det viktigaste är att värma med en låga exakt de sektioner av tråden som är närmast magneten (kom ihåg att magnetiska krafter har kort räckvidd: attraktionen av avlägsna delar av tråden till magneten är inte tillräcklig för att hålla den i luften). Du behöver i alla fall en bra brännare med en relativt smal låga.
_______________________________________________
Ferromagneter är ämnen som under en viss temperatur (Curie-punkten) har spontan magnetisering i frånvaro av ett externt magnetfält (x>1, vid låg t° har de spontan magnetisering, som förändras kraftigt under påverkan av yttre krafter, hysteres är karakteristiskt ).
Magnetisk hysteres är fördröjningen av magnetisk induktion från det externa magnetiseringsfältet, på grund av det faktum att magnetisk induktion beror på dess tidigare värde. En konsekvens av magnetiseringsprocessernas irreversibilitet.
En domän är ett makroskopiskt område i en magnetisk kristall där orienteringen av vektorn för spontan likformig magnetisering (vid t° under Curie-punkten) roteras eller skiftas på ett visst sätt i förhållande till riktningarna för motsvarande vektor i angränsande domäner.
Curie-punkten är temperaturen för en andra ordningens fasövergång associerad med en abrupt förändring av symmetriegenskaperna hos ett ämne (i ferromagneter - magnetiska).
I ferromagneter, på grund av den stora parametern hos kristallgittret, i ett tillstånd med stark överlappning av vågfunktionerna hos elektroner med antiparallella spinn, uppstår elektrostatisk repulsionsenergi, vilket avsevärt ökar systemets energi i motsats till minimienergin vid klämning elektronernas vågfunktioner i separata tillstånd med parallella spinnorienteringar.
Fridämpade elektromagnetiska svängningar.
Dämpade svängningar - svängningar, kattenergi. minskar med tiden.
Kännetecknas av det faktum att amplituden av svängningar A är minskande funktion. Vanligtvis sker dämpning under påverkan av mediets motståndskrafter, oftast uttryckt som ett linjärt beroende av oscillationshastigheten eller dess kvadrat.
– amplitudvärdet för laddningar vid tidpunkten t = 0
45. Energioscillerande räknare. Fria odämpade elektromagnetiska svängningar.
Elektromagnetisk Oscillationer är elektriska och magnetiska storheter i en elektrisk krets som periodiskt förändras över tiden.
Den ideala oscillerande kretsen är elektrisk. kretsen består av en spole med induktans L och en kondensator med kapacitans C. (I en riktig krets finns ett motstånd R). Elektriskt motstånd för en ideal krets = 0.
Fria elektromagnetiska svängningar i kretsen - periodiska förändringar i laddningen på kondensatorlindningarna, strömstyrka och spänning i kretsen sker utan att förbruka energi från externa källor.
Den där. förekomsten av fria elektromagnetiska oscillationer i kretsen beror på omladdningen av kondensatorn och förekomsten av självinduktiv emk i spolen, vilket säkerställer denna "uppladdning". Svängningar sker harmoniskt. lag.
Magnetismens styrka bestäms av det så kallade "magnetiska momentet" - dipolmomentet inuti atomen, som kommer från elektronernas rörelsemängd och spinn. Material har olika strukturer av sina egna magnetiska moment, beroende på temperatur. Curie-punkten är den temperatur vid vilken de inre magnetiska momenten i ett material förändras.
Permanent magnetism orsakas av inriktningen av magnetiska moment, och inducerad magnetism skapas när oordnade magnetiska moment tvingas inrikta sig i ett applicerat magnetfält. Till exempel, ordnade magnetiska moment (ferromagnetiska) förändras och blir oordnade (paramagnetiska) vid Curie-temperaturen. Högre temperaturer gör magneter svagare, eftersom spontan magnetism bara förekommer under Curie-temperaturen - detta är en av huvuddragen hos sådana spontana fenomen. Magnetisk känslighet över Curie-temperaturen kan beräknas med Curie-Weiss-lagen, som härrör från Curies lag.
Användning och formler
I analogi med ferromagnetiska och paramagnetiska material kan Curie-temperaturen också användas för att beskriva mellan ferroelektricitet och paraelektricitet. I detta sammanhang representerar orderparametern den elektriska polarisationen, som går från ett ändligt värde till noll när temperaturen stiger över Curie-temperaturen.
Magnetiska moment är permanenta dipolmoment inuti en atom, som innehåller ett elektroniskt moment enligt relationen μl = el / 2me, där me är elektronmassan, μl är det magnetiska momentet, l är vinkelmomentet, utan vilket det är svårt att beräkna Curie-temperaturen; detta förhållande kallas gyromagnetiskt.
Elektroner i en atom bidrar med magnetiska moment från sin egen rörelsemängd och från sin omloppsrörelse runt kärnan. Magnetiska moment från kärnan är obetydliga, till skillnad från magnetiska moment från elektroner. Termiska bidrag resulterar i att högre elektronenergier stör ordningen och förstör inriktningen mellan dipolerna.
Egenheter
Ferrimagnetiska och antiferromagnetiska material har olika magnetiska momentstrukturer. Vid en viss Curie-temperatur hos materialet ändras dessa egenskaper. Övergången från antiferromagnetisk till paramagnetisk (eller vice versa) sker vid Néel-temperaturen, som liknar Curie-temperaturen - detta är i huvudsak huvudvillkoret för en sådan övergång.
Ferromagnetiska, paramagnetiska, ferrimagnetiska och antiferromagnetiska strukturer består av sina egna magnetiska moment. Om alla elektroner i strukturen är parade, tar dessa moment ut på grund av deras motsatta snurr och vinkelmoment. Så även när ett magnetfält appliceras har dessa material olika egenskaper och har ingen Curie-temperatur - järn använder till exempel en helt annan temperatur.
Materialet är paramagnetiskt endast över dess Curie-temperatur. Paramagnetiska material är icke-magnetiska när det inte finns något magnetfält och magnetiska när ett magnetiskt fält appliceras. När det inte finns något magnetfält har materialet oordnade magnetiska moment; det vill säga atomerna är asymmetriska och inte inriktade. När ett magnetiskt fält är närvarande, omordnas de magnetiska momenten tillfälligt parallellt med det applicerade fältet, atomerna är symmetriska och inriktade. Magnetiska moment riktade i en riktning orsakar ett inducerat magnetfält.
För paramagnetism är detta svar på ett applicerat magnetfält positivt och är känt som magnetisk susceptibilitet. Magnetisk känslighet gäller endast över Curie-temperaturen för oordnade tillstånd.
Bortom Curie-punkten
Ovanför Curie-temperaturen exciteras atomer, och spinnorienteringarna blir randomiserade, men kan omarrangeras av det applicerade fältet, dvs. materialet blir paramagnetiskt. Allt under Curie-temperaturen är ett utrymme vars inre struktur redan har genomgått en fasövergång, atomerna är ordnade och själva materialet har blivit ferromagnetiskt. De magnetiska fälten som induceras av paramagnetiska material är mycket svaga jämfört med de magnetiska fälten hos ferromagnetiska material.
Material är endast ferromagnetiska under sina respektive Curie-temperaturer. Ferromagnetiska material är magnetiska i frånvaro av ett pålagt magnetfält.
När det inte finns något magnetfält har materialet spontan magnetisering som ett resultat av ordnade magnetiska moment. Det vill säga för ferromagnetism är atomerna symmetriska och inriktade i samma riktning, vilket skapar ett konstant magnetfält.
Curie-temperatur för ferromagneter
Magnetiska interaktioner hålls samman av utbytesinteraktioner; annars skulle den termiska störningen övervinna de magnetiska momenten. Utbytesinteraktionen har noll sannolikhet för att parallella elektroner upptar samma tidpunkt, vilket innebär en föredragen parallell inriktning i materialet. Boltzmann-faktorn ger ett betydande bidrag eftersom den föredrar att interagerande partiklar riktas in i samma riktning. Detta resulterar i att ferromagneter har starka magnetfält och höga Curie-temperaturdefinitioner på cirka 1000 K.
Ferrimagnetiska material är magnetiska i frånvaro av ett pålagt magnetfält och består av två olika joner.
Spontan magnetism
När det inte finns något magnetfält har materialet spontan magnetism som är ett resultat av ordnade magnetiska moment; de där. för ferrimagnetism är de magnetiska momenten för samma joniska moment inriktade i en riktning med en viss magnitud, och de magnetiska momenten för en annan jon är inriktade i motsatt riktning med en annan magnitud. Eftersom magnetiska moment har olika storlek i motsatta riktningar, existerar spontan magnetism och ett magnetfält finns.
Vad händer under Curie-punkten?
Enligt modern ferroelektrik har Curie-temperaturen sina begränsningar. Liksom ferromagnetiska material hålls magnetiska interaktioner samman av utbytesinteraktioner. Momentens orienteringar är dock antiparallella, vilket resulterar i nettomomentum genom att subtrahera deras momentum från varandra.
Under Curie-temperaturen är atomerna i varje jon inriktade parallellt med olika moment, vilket orsakar spontan magnetism; materialet är ferrimagnetiskt. Över Curie-temperaturen är materialet paramagnetiskt eftersom atomerna förlorar sina ordnade magnetiska moment när materialet genomgår en fasförändring.
Néel temperatur och magnetism
Materialet har lika magnetiska moment riktade i motsatta riktningar, vilket resulterar i noll magnetiskt moment och noll magnetism vid alla temperaturer under Néel-temperaturen. Antiferromagnetiska material är svagt magnetiserade i frånvaro av ett magnetfält.
Liksom ferromagnetiska material hålls magnetiska interaktioner samman av utbytesinteraktioner, vilket förhindrar termisk störning från att övervinna svaga magnetiska momentinteraktioner. När störning uppstår är det vid Néel-temperatur.
De ferromagnetiska egenskaperna hos ett ämne uppträder endast vid temperaturer under Curie-punkten.
De allra flesta atomer har ett eget magnetfält. Nästan vilken atom som helst kan representeras som en liten magnet med en nord- och sydpol. Denna magnetiska effekt förklaras av det faktum att elektroner, när de rör sig i omloppsbana runt en atomkärna, skapar mikroskopiska elektriska strömmar, som genererar magnetiska fält ( centimeter. Oersteds upptäckt). Genom att lägga ihop magnetfälten som induceras av alla elektroner i en atom får vi det totala magnetfältet för atomen.
I de flesta ämnen är atomernas magnetfält slumpmässigt orienterade, vilket resulterar i att de upphäver varandra. Men i vissa ämnen och material (främst legeringar som innehåller järn, nickel eller kobolt) är atomerna ordnade så att deras magnetfält är riktade i samma riktning och förstärker varandra. Som ett resultat omges en bit av ett sådant ämne av ett magnetfält. Av dessa ämnen kallas ferromagneter, eftersom de vanligtvis innehåller järn och tar emot permanentmagneter.
För att förstå hur ferromagneter bildas, låt oss föreställa oss en bit hett järn. På grund av den höga temperaturen rör sig atomerna i den mycket snabbt och kaotiskt, vilket inte lämnar någon möjlighet att ordna atomiska magnetfält i en riktning. Men när temperaturen sjunker försvagas den termiska rörelsen och andra effekter börjar dominera. I järn (och vissa andra metaller) verkar en kraft på atomnivå som tenderar att kombinera de magnetiska dipolerna hos närliggande atomer med varandra.
Denna kraft av interatomisk interaktion, kallas byteskraft, beskrevs först av Werner Heisenberg ( centimeter. Heisenbergs osäkerhetsprincip). Det beror på att två angränsande atomer kan utbyta externa elektroner, och dessa elektroner börjar tillhöra båda atomerna samtidigt. Utbyteskraften binder fast atomerna i metallens kristallgitter och gör deras magnetfält parallella och riktade i en riktning. Som ett resultat förstärks de ordnade magnetfälten hos angränsande atomer ömsesidigt snarare än utplånas. Och en sådan effekt kan observeras i en materiavolym av storleksordningen 1 mm 3, som innehåller upp till 10 16 atomer. Atomer av detta magnetisk domän (centimeter. nedan) är uppradade på ett sådant sätt att vi har ett rent magnetfält.
Vid höga temperaturer hindras verkan av denna kraft av atomernas termiska rörelse, men vid låga temperaturer kan atomiska magnetfält förstärka varandra. Temperaturen vid vilken denna övergång sker kallas Curie poäng metall - för att hedra den franske fysikern Pierre Curie som upptäckte den.
I verkligheten är strukturen hos ferromagneter mycket mer komplex än vad som beskrivits ovan. Typiskt inkluderar individuella domäner bara några tusen atomer, vars magnetiska fält är enkelriktade, men fälten för de olika domänerna är riktade slumpmässigt och som helhet är materialet inte magnetiserat. Därför uppvisar en vanlig bit järn inga magnetiska egenskaper. Men under vissa förhållanden ordnas även magnetfälten i de domäner som utgör ferromagneten (till exempel när hett järn svalnar i ett starkt magnetfält). Och så får vi en permanent magnet. Närvaron av Curie-punkten förklarar också varför, när en permanentmagnet värms upp kraftigt, någon gång blir den helt avmagnetisering.
Marie Sklodowska Curie, 1867-1934
Polsk, då fransk kemist. Hon föddes i Warszawa i en intelligentsiafamilj under den svåra period av rysk ockupation som drabbade Polen. När hon studerade i skolan hjälpte hon sin mamma att underhålla pensionatet och tjänstgjorde där som piga. Efter examen från skolan arbetade hon en tid som guvernant för rika familjer för att tjäna pengar till sin systers medicinska utbildning. Under denna period inträffade Sklodowskas förlovning med en ung man från familjen där hon tjänade, upprörd av brudgummens föräldrar (föräldrarna ansåg att ett sådant äktenskap med sin son var ovärdigt deras sociala status och missade ett fantastiskt tillfälle att förbättra sin familjs genpool ). Efter att hennes syster fått sin läkarutbildning i Paris åkte Sklodowska själv dit för att studera.
De lysande resultaten av inträdesprov i fysik och matematik väckte stor uppmärksamhet hos ledande franska vetenskapsmän till den unge polen. Resultatet blev hennes förlovning 1894 med Pierre Curie och giftermål med honom året därpå. Under dessa år började forskningen om fenomenet radioaktivitet bara, och det fanns inget slut på arbetet inom detta område. Pierre och Marie Curie började utvinna radioaktiva prover från malmer som bröts i Böhmen och studera dem. Som ett resultat lyckades paret upptäcka flera nya radioaktiva grundämnen på en gång ( centimeter. Radioaktivt sönderfall), varav en kallades curium till deras ära, och en annan - polonium för att hedra Marias hemland. För dessa studier tilldelades Curies tillsammans med Henri Becquerel (1852-1908), som upptäckte röntgenstrålning, Nobelpriset i fysik för 1903. Det var Marie Curie som först myntade termen "radioaktivitet" - efter namnet på det första radioaktiva grundämnet radium som upptäcktes av Curie.
Efter Pierres tragiska död 1906 vägrade Marie Curie pensionen från Sorbonne-universitetet och fortsatte sin forskning. Hon lyckades bevisa att som ett resultat av radioaktivt sönderfall inträffar transmutation av kemiska element, och därigenom lade grunden för en ny gren av naturvetenskap - radiokemi. För detta arbete tilldelades Marie Curie Nobelpriset i kemi för 1911 och blev den första vetenskapsmannen som två gånger vann det mest prestigefyllda priset för prestationer inom naturvetenskap. (Samma år avvisade vetenskapsakademin i Paris hennes kandidatur och accepterade inte Marie Curie i sina led. Uppenbarligen räckte inte två Nobelpriser för att akademikerna skulle övervinna sin tendens att diskriminera på grund av nationalitet och kön.)
Under första världskriget var Marie Curie engagerad i aktiv tillämpad medicinsk forskning och arbetade vid fronten med en bärbar röntgenapparat. 1921 öppnades en prenumeration i Amerika för att samla in pengar för att köpa 1 gram rent radium till Marie Curie, som hon behövde för vidare forskning. Under hennes triumferande turné i Amerika med offentliga föreläsningar överlämnades nyckeln till lådan med den ädla radioaktiva metallen till Curie av USA:s president Warren Harding själv.
De sista åren av Marie Curies liv var fyllda av viktiga internationella initiativ inom vetenskap och medicin. I början av 1930-talet försämrades Marie Curies hälsa kraftigt – de enorma doser av radioaktiv strålning hon fick under många års experiment påverkade henne – och 1934 dog hon på ett sanatorium i de franska alperna.
Pierre Curie, 1859-1906
fransk fysiker. Född i Paris i familjen till en framstående läkare. Fick hemundervisning. Till en början studerade han farmakologi vid Sorbonne, men blev mycket snart intresserad av naturvetenskapliga experiment med kristaller, som utfördes av hans bror Jacques, och blev så småningom chef för School of Physics and Chemistry (École de Physique et Chimie). 1895 gifte han sig med Maria Sklodowska och disputerade samma år på sin doktorsavhandling om paramagneternas magnetiska egenskaper ( centimeter. Curies lag). Tillsammans med sin fru, under svåra arbetsförhållanden, genomförde han experiment på skolan för att studera egenskaperna hos radioaktiva ämnen. 1904 utnämndes han till professor i fysik och chef för laboratoriet (som snart omvandlades till Radiuminstitutet) i Sorbonne. I april 1906 dog Pierre Curie i en freakolycka, då han ramlade under hjulen på en taxichaufför. Han hann inte ens färdigställa utrustningen i sitt nya laboratorium.
Fasövergångar av andra ordningen
FASÖVERgångar (fasomvandlingar), övergångar av ett ämne från en fas till en annan, som inträffar när temperatur, tryck eller under påverkan av andra yttre faktorer, till exempel magnetiska eller elektriska fält.
Andra ordningens fasövergångar är fasövergångar där de andra derivatorna av termodynamiska potentialer med avseende på tryck och temperatur ändras abrupt, medan deras första derivator ändras gradvis. Av detta följer i synnerhet att ett ämnes energi och volym under en andra ordningens fasövergång inte förändras, utan dess värmekapacitet, kompressibilitet, olika mottagligheter etc. förändras.
Andra ordningens fasövergångar åtföljs av en förändring i ämnets symmetri. En förändring i symmetri kan associeras med förskjutningen av atomer av en viss typ i kristallgittret, eller med en förändring i ämnets ordning.
I de flesta fall motsvarar fasen med större symmetri (dvs. inklusive alla symmetrier i en annan fas) högre temperaturer, men det finns undantag. Till exempel, när den passerar genom den lägre Curie-punkten i Rochelle-salt, har fasen som motsvarar den lägre temperaturen ortorombisk symmetri, medan fasen som motsvarar den högre temperaturen har monoklinisk symmetri.
För att kvantitativt karakterisera symmetri under en andra ordningens fasövergång, introduceras en ordningsparameter, som tar icke-nollvärden i fasen med större symmetri och är identiskt lika med noll i den oordnade fasen.
Curie temperatur
curie temperatur magnetfält
Curie-temperaturen är temperaturen för en andra ordningens fasövergång associerad med en abrupt förändring av symmetriegenskaperna hos ett ämne (till exempel magnetisk i ferromagneter, elektrisk i all-gnetoelektrik, kristallkemikalie i ordnade legeringar). Uppkallad efter P. Curie. Vid temperaturer under Curie-punkten har ferromagneter spontan magnetisering och en viss magnetisk-kristallin symmetri. Vid Curie-punkten () visar sig intensiteten av den termiska rörelsen hos de ferromagnetiska atomerna vara tillräcklig för att förstöra dess spontana magnetisering ("magnetisk ordning") och ändra symmetrin, vilket resulterar i att ferromagneten blir paramagnetisk. På liknande sätt, för antiferromagneter, vid (vid den så kallade antiferromagnetiska Curie-punkten eller Néel-punkten), sker förstörelsen av deras karakteristiska magnetiska struktur (magnetiska subgitter), och antiferromagneter blir paramagnetiska. I all-gnetoelektrik och anti-ferroelektrik reducerar den termiska rörelsen av atomer till noll den spontant ordnade orienteringen av de elektriska dipolerna i de elementära cellerna i kristallgittret. I ordnade legeringar, vid Curie-punkten (även kallad Kurnakov-punkten när det gäller legeringar), blir graden av långdistansordning i arrangemanget av atomer (joner) av legeringskomponenterna lika med noll.
I alla fall av fasövergångar av det andra slaget (som Curie-punkten) i ett ämne försvinner alltså en eller annan typ av atomär "ordning" (ordnad orientering av magnetiska eller elektriska moment, långvägsordning i fördelningen av atomer över kristallgitterplatser i legeringar, etc.). Nära Curie-punkten i ett ämne sker specifika förändringar i många fysikaliska egenskaper (till exempel värmekapacitet, magnetisk känslighet, etc.), och når ett maximum vid, vilket vanligtvis används för att exakt bestämma fasövergångstemperaturen.
Numeriska värden för Curie-temperaturen anges i speciella referensböcker.
Curie-temperaturen kan bestämmas från magnetiseringens temperaturberoende genom att extrapolera den branta delen av beroendet till temperaturaxeln.
Eftersom mätningen av magnetiseringen av ett prov med en magnetometer sker i ett ganska starkt externt magnetfält, i området för Curie-punkten smetas den ferromagnetiska-paramagnetiska övergången ut på grund av en ökning av tillväxten av paraprocessen med ökande temperatur.
Metoder för att bestämma Curie-temperaturen
Följande är relativt enkla och välkända
1) till den maximala temperaturkoefficienten för elektriskt motstånd
2) till det maximala av den negativa galvanomagnetiska effekten (på grund av proportionalitet) R)
3) genom att spontan magnetisering M(T) försvinner, eller genom det minsta beroendet av derivatan dM/dT
4) vid försvinnandet av den initiala permeabiliteten
5) från isotermiska mätningar av värmekapaciteten Cmagn(T) i noll- och icke-noll-magnetiska fält. Vid Curie-punkten finns ett maximum av derivatan av värmekapaciteten
Denna artikel presenterar en metod för att bestämma Curie-punkten, med hjälp av effekten av att öka känsligheten i svaga magnetfält med ökande temperatur. Mottaglighetens beteende h i regionen av Curie-punkten beskrivs, enligt befintliga teorier, som:
h ~ g (T - TC)-1 (1)
där r kan variera från 1,26 till 1,4 Från (1) följer att vid T > TC värdet h> 0. Maximum av beroendet h = h(T) uttalas endast för rena ferromagnetiska ämnen. I heterogena material som innehåller strukturella imperfektioner och föroreningar har h = h(T)-kurvan en suddig form i TC-området. För ferrimagneter, på grund av den ömsesidiga påverkan av icke-ekvivalenta magnetiska subgitter, är det maximala h mindre uttalat jämfört med ferromagneter. I det här fallet är det tillrådligt att ta som Curie-punkt den temperatur som motsvarar skärningspunkten för de räta linjerna som närmar sig de stigande och nedåtgående sektionerna av beroendet i TC-regionen.
Belov-Goryaga-metoden använder Landau-expansionen av den termodynamiska potentialen C till en serie magnetiseringsgrader med en motsvarande koefficient för varje grad.
Till ett tillstånd av termodynamisk jämvikt
Angivna värden används
Där M0 är mättnadsmagnetiseringen, TC är Curie-temperaturen, relation (2) omvandlas till formen
Koefficienterna på den högra sidan av relationen (3) är funktioner av den reducerade temperaturen och expanderas till en Taylor-serie i närheten av Curie-temperaturen, det vill säga vid φ = 1.
Koefficient a kan bestämmas från magnetiseringens isotermiska fältberoende, och eftersom vid T ? TC a=0, denna egenskap kan användas för att bestämma Curie-temperaturen.
