Теоретичні відомості. За магнітними властивостями всі речовини (магнетики) ділять на три групи:

Рис.1

За магнітними властивостями всі речовини (магнетики) ділять на три групи: діамагнетики, парамагнетики і феромагнетики.

Для діамагнетиків (речовини, атоми чи молекули яких не мають при відсутності зовнішнього поля власних магнітних моментів) магнітна проникність (фізична величина, що характеризує магнітні властивості речовини і вказує у скільки разів індукція магнітного поля в однорідному магнетику відрізняється від індукції магнітного поля у вакуумі) , не залежить від зовнішнього магнітного поля і температури.

Для парамагнетиків (речовина, атоми яких навіть при відсутності зовнішнього поля мають власні магнітні моменти) і при значних температурах та слабких полях також не залежить від зовнішнього поля. Температурна залежність вперше досліджена Кюрі і визначається законом: , де – стала Кюрі, Т – абсолютна температура.

У феромагнетиків (кристалічні речовини, властивості яких визначаються особливою орієнтацією власних магнітних моментів електронів) , залежить від напруженості зовнішнього магнітного поля. Феромагнетиками є залізо, нікель, кобальт, і сплави на їх основі, деякі сплави і сполуки марганцю і хрому з не магнітними елементами, та феромагнітні напівпровідники (ферити).

Теорія феромагнетизму створена Я.І.Френкелем і В.Г.Гейзенбергом у 1928 році.

Згідно цієї теорії, в кристалах можуть виникати області спонтанного намагнічування (домени), розміром м. Механізм утворення доменів ілюструє рис.2а, б, в. В межах кожного домена феромагнетик спонтанно намагнічений до насичення і має певний магнітний момент. Напрямки таких моментів для різних доменів відрізняються, тому при відсутності зовнішнього поля сумарний магнітний момент всього тіла дорівнює нулю.

При слабких полях спостерігається зміщення границь доменів, в результаті чого збільшується ті домени, моменти яких створюють менший кут з вектором напруженості зовнішнього поля за рахунок тих доменів, у яких кут між векторами і більший. Наприклад, домени 1 і 4 за рахунок доменів 2 і 3 (рис. 2,г).

а) б) в) г)

Рис.2

Посилення зовнішнього поля розвиває цей процес до повного поглинання маловигідних у плані енергетичної стійкості доменів.

Далі спостерігається поворот магнітних моментів доменів у напрямку зовнішнього поля. При цьому моменти електронів в межах домена повертаються одночасно, без порушення їх паралельності. Процеси ці необоротні, що є причиною гістерезису.

Для кожного феромагнетика існує температура , при якій області спонтанного намагнічування розпадаються і речовина втрачає феромагнітні властивості, перетворюючись у парамагнетик. При охолодженні нижче температури Кюрі у речовині знову виникають домени. Для визначення точки Кюрі використовується установка схема якої зображена на рис.1.

Величина індукційного струму в обмотці пропорційна індукції магнітного поля, створеного обмоткою (остання служить і для нагрівання осердя). Магнітна проникність речовини феромагнітного осердя при досягненні точки Кюрі різко зменшиться, відповідно зменшиться . Зафіксувавши температуру, при якій почне різко зменшуватися струм, можна визначити температуру Кюрі.

Дата добавления: 2015-10-24