ЛАБОРАТОРИЙН АЖИЛ

Фазын шилжилтийн температурыг тодорхойлох

ферримагнет-парамагнит

Ажлын зорилго : ферримагнет (феррит саваа) -ийн Неел температурыг тодорхойлох

Онолын товч мэдээлэл

Аливаа бодис нь соронзон, өөрөөр хэлбэл. соронзон орны нөлөөгөөр соронзон моментийг олж авах чадвартай. Тиймээс бодис нь гадны талбар дээр давхардсан соронзон орон үүсгэдэг. Хоёр талбар нь үүссэн талбарт нийлдэг:

Соронзон соронзлол нь нэгж эзэлхүүн дэх соронзон моментоор тодорхойлогддог. Энэ хэмжигдэхүүнийг соронзлолтын вектор гэж нэрлэдэг

бие даасан молекулын соронзон момент хаана байна.

Соронзонжуулалтын вектор нь соронзон орны хүч чадалтай дараах хамаарлаар холбогдоно.

өгөгдсөн бодисын хувьд соронзон мэдрэмж гэж нэрлэгддэг шинж чанар хаана байна.

Соронзон индукцийн вектор нь соронзон орны хүч чадалтай холбоотой:

Хэмжээгүй хэмжигдэхүүнийг харьцангуй соронзон нэвчилт гэж нэрлэдэг.

Соронзон шинж чанараараа бүх бодисыг гурван ангилалд хувааж болно.

1. соронзлолт нь нийт талбайг ихэсгэдэг paramagnets > 1
2. диамагнит материал< 1 в которых намагниченность вещества уменьшает суммарное поле
3. ferromagnets >> 1 соронзлол нь нийт соронзон орныг нэмэгдүүлдэг.
Гадны соронзон орон байхгүй үед ч аяндаа соронзон моменттэй байвал тухайн бодис ферросоронзон шинж чанартай байдаг. Ферромагнетийн ханалтын соронзлол IСнь бодисын нэгж эзэлхүүн дэх аяндаа үүсэх соронзон моментоор тодорхойлогддог.

Ферромагнетизм 3-т ажиглагдаж байна г- металл ( Fe, Ni, Co) ба 4 еметаллууд (Gd, Tb, Er, Dy, Ho, Tm) Үүнээс гадна асар олон тооны ферросоронзон хайлш байдаг. Дээр дурдсан 9 цэвэр металл л ферромагнетизмтэй байдаг нь сонирхолтой юм. Тэд бүгд дуусаагүй байна d-эсвэл f-хясаа.

Бодисын ферросоронзон шинж чанарыг энэ бодисын атомуудын хооронд тусгай харилцан үйлчлэл байдаг бөгөөд энэ нь диа- болон парамагнетэд явагддаггүй бөгөөд хөрш зэргэлдээх атомуудын ион эсвэл атомын соронзон моментууд нь ион эсвэл атомын соронзон моментууд байдаг гэж тайлбарладаг. ижил чиглэлд чиглэсэн. Солилцоо гэж нэрлэгддэг энэхүү тусгай харилцан үйлчлэлийн физик шинж чанарыг Я.И. Френкель, В.Гейзенберг нар 20-р зууны 30-аад онд квант механикийн үндсэн дээр. Хоёр атомын харилцан үйлчлэлийг квант механикийн үүднээс судлах нь атомуудын харилцан үйлчлэлийн энергийг харуулж байна. биТэгээд j, эргэх мөчүүдтэй С би Тэгээд С j , солилцооны харилцан үйлчлэлээс үүдэлтэй нэр томьёог агуулж байна:

Хаана Жсолилцооны интеграл, түүний оршихуй нь атомын электрон бүрхүүлийн давхцалтай холбоотой биТэгээд j. Солилцооны интегралын утга нь болор дахь атом хоорондын зайнаас (болор торны үе) ихээхэн хамаардаг. Ферромагнетэд Ж>0, хэрэв Ж<0 вещество является антиферромагнетиком, а при Ж=0 парамагнит. Бодисын солилцооны энерги нь электростатик гаралтай хэдий ч сонгодог аналоггүй байдаг. Энэ нь эргэлтүүд параллель ба эсрэг параллель байх үед системийн Кулоны харилцан үйлчлэлийн энергийн ялгааг тодорхойлдог. Энэ бол Паули зарчмын үр дагавар юм. Квантын механик системд хоёр эргэлтийн харьцангуй чиглэлийн өөрчлөлт нь давхцах бүс дэх цэнэгийн орон зайн тархалтын өөрчлөлттэй хамт байх ёстой. Температурт Т=0 K, бүх атомын эргэлтүүд нь температурын өсөлттэй адил чиглэгдэх ёстой, эргэх чиглэлийн дараалал багасна. Кюри хэм гэж нэрлэгддэг чухал температур байдаг ТХАМТ, энэ үед бие даасан ээрэх чиглэлийн хамаарал алга болж, бодис нь ферромагнетээс парамагнет болж өөрчлөгддөг. Ферромагнетизм үүсэхэд таатай гурван нөхцөлийг тодорхойлж болно.

1. тухайн бодисын атомуудад мэдэгдэхүйц дотоод соронзон моментууд байгаа эсэх (энэ нь зөвхөн дуусаагүй атомуудад л боломжтой) d-эсвэл f-бүрхүүл);
2. өгөгдсөн болорын солилцооны интеграл эерэг байх ёстой;
3. мужуудын нягтрал d-Тэгээд f-бүсүүд том байх ёстой.

Ферромагнетийн соронзон мэдрэмтгий байдал нь дуулгавартай байдаг Кюри-Вейссийн хууль:

, ХАМТКюри тогтмол.

Олон тооны атомуудаас бүрдсэн биетүүдийн ферромагнетизм нь атом эсвэл ионуудын соронзон моментууд зэрэгцээ бөгөөд ижил чиглэгддэг макроскопийн эзэлхүүнтэй бодисууд (доменууд) байгаатай холбоотой юм. Эдгээр домэйнууд нь гадны соронзлолтын талбар байхгүй байсан ч аяндаа аяндаа соронзлогддог.

Нүүр төвтэй шоо тор бүхий ферромагнетийн атомын соронзон бүтцийн загвар. Сумнууд нь атомуудын соронзон моментуудыг заадаг.

Гадны соронзон орон байхгүй тохиолдолд ерөнхийдөө соронзгүй ферромагнет нь илүү олон тооны домэйнуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээр нь тус бүрд бүх эргэлтүүд нь ижил байдлаар чиглэгддэг боловч тэдгээрийн чиглэлийн чиглэл нь хөрш зэргэлдээх домэйнуудын эргэлтийн чиглэлээс ялгаатай байдаг. Дунджаар соронзлогдоогүй ферромагнетийн дээжинд бүх чиглэлийг адилхан төлөөлдөг тул макроскоп соронзон орон үүсэхгүй. Нэг талст дотор ч гэсэн домэйнууд байдаг. Бодисыг домэйн болгон хуваах нь ижил чиглэсэн эргэлттэй зохицуулалтаас бага эрчим хүч шаарддаг тул үүсдэг.

Ферромагнетыг гадаад талбарт байрлуулах үед оронтой параллель соронзон моментууд нь тухайн оронтой эсрэг параллель эсвэл өөр замаар чиглэсэн моментуудаас бага энергитэй байх болно. Энэ нь боломжтой бол бусдын зардлаар эзлэхүүнээ нэмэгдүүлэхийг эрмэлздэг зарим домэйнүүдэд давуу тал олгодог. Нэг домэйн доторх соронзон моментуудын эргэлт бас тохиолдож болно. Тиймээс сул гадаад орон нь соронзлолд ихээхэн өөрчлөлт оруулж болно.

Ферромагнетыг Кюри цэг хүртэл халаахад дулааны хөдөлгөөн нь аяндаа соронзлолын хэсгүүдийг устгаж, бодис нь тусгай соронзон шинж чанараа алдаж, энгийн парамагнет шиг ажилладаг. Зарим ферросоронзон металлын Кюри температурыг хүснэгтэд үзүүлэв.

БодисFe 769Ни 364Co 1121Гд 18

Ферромагнетээс гадна дуусаагүй бүрхүүлтэй атомуудын эргэлдэх соронзон момент нь параллель эсрэг чиглэсэн байдаг соронзон дараалсан том бүлэг бодисууд байдаг. Дээр дурдсанчлан солилцооны интеграл сөрөг байх үед ийм нөхцөл байдал үүсдэг. Ферромагнетийн нэгэн адил соронзон дараалал нь 0 К-ээс тодорхой чухал N хүртэлх температурын хязгаарт явагддаг бөгөөд үүнийг Нейлийн температур гэж нэрлэдэг. Хэрэв орон нутгийн соронзон моментуудын эсрэг параллель чиг баримжаатай бол талстыг соронзлох нь тэг байвал антиферромагнетизм. Хэрэв энэ тохиолдолд соронзон моментийн бүрэн нөхөн төлбөр байхгүй бол тэд ярьдаг ферримагнетизм. Хамгийн түгээмэл ферримагнетууд ферритүүддавхар металлын исэл. Ферритүүдийн ердийн төлөөлөгч нь магнетит (Fe3O4) юм. Ихэнх ферримагнетууд нь ионы талстууд тул цахилгаан дамжуулах чадвар багатай байдаг. Сайн соронзон шинж чанаруудтай хослуулан (өндөр соронзон нэвчилт, өндөр ханасан соронзлол гэх мэт) энэ нь ердийн ферромагнетуудтай харьцуулахад чухал давуу тал юм. Чухам энэ чанар нь ферритийг хэт өндөр давтамжийн технологид ашиглах боломжийг олгосон юм. Эргэдэг урсгалын улмаас маш их алдагдалтай байдаг тул өндөр дамжуулалттай ердийн ферросоронзон материалыг энд ашиглах боломжгүй. Үүний зэрэгцээ, олон феррит нь ферросоронзон металлын Кюри температуртай харьцуулахад маш бага Неел цэгтэй (100-300 C) байдаг. Энэ ажилд ферримагнет-парамагнит шилжилтийн температурыг тодорхойлохын тулд ферритээр тусгайлан хийсэн саваа ашигласан.

Ажлыг дуусгах

Туршилтын зохион байгуулалтын схем.

Туршилтын санаа

Энэхүү суурилуулалтын гол хэсэг нь ферритээр хийсэн задгай цөмтэй трансформатор юм. Никромоор хийсэн анхдагч ороомог нь цөмийг халаахад үйлчилдэг. Хэт халалтаас зайлсхийхийн тулд анхдагч ороомгийн хүчдэлийг LATR-аас нийлүүлдэг. Өдөөгдсөн гүйдлийг хоёрдогч ороомогтой холбосон вольтметр ашиглан тэмдэглэнэ. Үндсэн температурыг хэмжихийн тулд нэг термопар, thermo-emf ашигладаг. Энэ нь орчны агаар ба термопарын уулзвар хоорондын температурын зөрүүтэй пропорциональ байна. Үндсэн температурыг дараахь томъёогоор тооцоолж болно. Т=Т 0+23.5, энд - thermo-emf. (милливольтоор), ТЛабораторид 0 агаарын температур.

Туршилтын санаа нь дараах байдалтай байна: хоёрдогч ороомог дахь өдөөгдсөн emf, хаана Iби - анхдагч ороомгийн гүйдэл, Л- анхдагч ороомгийн индукц; Цөмгүй хоёрдогч ороомгийн индукц хаана байх нь мэдэгдэж байгаа ба голын соронзон нэвчилт юм.

Соронзон нэвчилт нь температур нэмэгдэх тусам буурч, Нейлийн цэгт хүрэхэд огцом буурдаг. Үүний үр дүнд өдөөгдсөн EMF ба индукцын гүйдэл нь хүрэх үед огцом буурдаг.

Туршилт хийж байна

1. Зурагт үзүүлсэн схемийн дагуу угсралтыг угсарна. 2.
2. LATR хяналтын товчлууруудыг суулгана уу

Хуудас:

Ufr>= C(r>^£!r> (r^l,2),(21) хаанаs"rl- диэлектрик тогтмолГЛхагва гараг.

Хүлээн авсан харилцаан дээр үндэслэн тооцооллыг хийж,

у(\)

хүч чадлын онцгой байдлын дарааллыг тодорхойлдогу =1 - - дээд талд

нийлмэл шаантаг atu = i/2, a2 ​​= i(Хүснэгт 1). Тохиолдлын хувьдsch - sch= 2ж/3,p1= 0.5 , 0л- , X -3 ба L - 0.01, изотермийн шугамыг зурсан (Зураг 2 ба 3-р зураг).

ХУРААНГУЙ

Нийлмэл материалын механик, дулаан дамжуулалт, электростатик, соронзон статик, математик биологийн янз бүрийн асуултууд нь эллипс хэлбэрийн хилийн бодлогыг хэсэгчлэн гаргадаг. ■ нэгэн төрлийн орчин. Талбайн хил нь зөв тодорхойлох өнцгийн цэгүүдтэй үедО/Физик талбарууд нь өнцгийн цэг дэх талбаруудын өвөрмөц байдлын талаархи мэдээлэлтэй байх шаардлагатайбайнаавч үзсэнунийлмэл шаантагны боломжит онолын асуудал . Green-ийн функц нь төвлөрсөн эх үүсвэр нь аль нэг үе шатанд ажиллахад зориулагдсан .

НОМ ЗҮЙ

1. АрцессВ.Я., Сэтгэцийн физик. Үндсэн тэгшитгэл ба тусгай функцууд.-SCHШинжлэх ухаан, 1966.

UDC 537.624

НЭГ ДОМЕНТ ТӨМӨР СОРОНГЕНИЙН БӨӨМСИЙН СИСТЕМ ДАХЬ ПАРАМАГНЕТ-ТӨМӨР СОРОНГЕНИЙН ФАЗЫН ШИЛЖИЛТ

С.И.Денисов, проф.; V.F.Iefedchenko, салхин цэцэг

Одоогоор мэдэгдэж байгаа ихэнх соронзон материалд алсын зайн соронзон дараалал үүсэх болсон шалтгаан нь.-.^:..- гэдгийг сайн мэднэ. солилцооны харилцан үйлчлэл. Үүний зэрэгцээ, одоо ч гэсэн1946 жил- _^ г:g Тисса онолын хувьдSHJVMLYaih gi mpgnptidiolcasхарилцан үйлчлэл нь энэ үүргийг гүйцэтгэж чадна. Сүүлчийн солилцооны элемент нь дүрмээр бол солилцооныхоос хамаагүй сул байдаг тул шилжилтийн температур-аасатомын онолын дараалсан төлөв

мөч, харилцан үйлчлэлТавдугаар сарчитолнпол^нш оОрл.чиг,:,
нь маш бага бөгөөд Кельвин градусын багахан хэмжээгээр үүсдэг. Энэ

Сайн сайхан байдал, түүнчлэн шаталсан бодис байхгүйрилсоронзон харилцан үйлчлэл нь соронзон диполоос эхэлдэг, уртschzhlүүнийг туршилтаар баталгаажуулахыг зөвшөөрөөгүй

->s.Саяхан л Лютингер, Тисса нарын цэвэр дүгнэлтэд үндэслэсэн холбогдох туршилтыг химийн томьёотой дэлхийн солонгосчуудын давсны талстууд дээр хийсэн.Cs^Naii(N02)e.

"Соронзон диполь харилцан үйлчлэлцдэг квазын системүүд
бүтцийн элементүүд гол үүрэг гүйцэтгэдэг, мөн системүүд орно
"домайн ферросоронзон тоосонцор санамсаргүй байдлаар тархсан
соронзон хатуу матрицад. Ийм системийг судлах нь маш их юм
Практик талаас нь авч үзвэл маш олон уран зохиол үүнд зориулагдсан байдаг.
Ойвако, тэдгээрийн хамтын ажиллагааны үр нөлөөг судлах нь зөвхөн энэ онд эхэлсэн
өнгөрсөн жил. Гол үр дүнг хоёуланг нь тоон аргаар олж авсан,
аналитик болон шууд туршилтын өгөгдөл,
Энэ нь атомын соронзон системтэй адил юм
моментууд, нэг домайн системд ферросоронзон тоосонцор болно
„■алхах (нэг удаагийн шилжилтийн ферросоронзон төлөв. Хэдийгээр

Энэ шилжилтийн зарим онцлогийг судалсан, үлдсэн
олон чухал асуудал шийдэгдээгүй хэвээр байна. Тэдний дунд, ялангуяа
Фазын шилжилтэд анизотропийн нөлөөллийн талаархи яаралтай асуулт
орон зайд тоосонцор унших растер. Гол нь аналитик юм
онд боловсруулсан аргууд,үе шат байгаа эсэхийг урьдчилан таамаглах
шилжилт ба изотроп бөөмийн тархалтын хувьд. Гэсэн хэдий ч энэ дүгнэлт
үр дүнгийн аль нэгтэй зөрчилдөж байгаа бөгөөд үүний дагуу системд
h. :-.b.x зангилаанууд дээр байрлах диполуудсул зогсолткупон
тор, ферросоронзон төлөв рүү фазын шилжилт үүсдэггүй.
Хязгаарлагдмал хэмжээсийн нөлөөллийн тухай асуудлыг мөн авч үзээгүй.
Чшш§amagkite бөөмсийг дундаж соронзон орны утгаар,
бусдын аль нэг бөөм дээр үзүүлэх үйлдэл. Энэ хооронд
түүний шийдэл нь ялангуяа тоон үзүүлэлтийг бий болгоход зайлшгүй шаардлагатай
-- YISTAMAYA дахь хамтын ажиллагааны үр нөлөө PDOTNvuIaYaYaYiHтоосонцор.

Энэхүү ажил нь дээр дурдсан асуудлыг шийдвэрлэхэд зориулагдсан болно. Бөмбөрцөг хэлбэрийн нэг домэйн ферромагнетийн чуулга авч үзье

РадиусГ,санамсаргүй байдлаар тархсан l соронзон бус хатуу
hgtrice. Бид матриц дахь бөөмсийн тархалтыг загварчлах болно.

Юумагадлал бүхий тэдгээрийн төвүүдРсул зогсолтын зангилааг эзлэх

үетэй тетрагональ торdx(>2r)(тэнхлэгийн дагууXТэгээдцагт) МөнLg(>2г\(тэнхлэгийн дагуу2 - дөрөв дэх эрэмбийн тэнхлэгүүд). Бид ч бас болно^re.glio.tag,бөөмс нь нэг тэнхлэгт байдаг, тэдгээрийн соронзлолын хялбар тэнхлэгүүдz±:-=:;-;:куляр хавтгайХу,бөөмийн харилцан үйлчлэл, _-- ;-. ;,:gilyuee, мөн соронзон моментийн динамикt=chp|i|Эсвэл RvavoA& биш ..-р бөөмсийг Ланлаугийн стохастик тэгшитгэлээр тодорхойлно

...

м - -утаx(H+h) - (Хуjм) мруумxH (m(0) = e,m). (1)

4вка ,4>0)- гиромагнитын харьцаа;би -тараах параметр;m=|m|;д.- тэнхлэгийн дагуух нэгж векторG;N --rfVfcia- үр дүнтэй,= С-.лЗУи. 1999. X>2(13)

13 соронзон орон;В- бөөмийн соронзон энерги;h- хамаарлаар тодорхойлогддог дулааны соронзон орон:

w руу= О.+?) = ширхэг%0Ш$0д,(2)

ХаанаТ- үнэмлэхүй температур; $ts# - Кроненер симиол;a,fi=x,y.zШт)-(i-функц,ба мөр нь хэрэгжилтийн дундажийг илэрхийлдэгh.

Сонгосон загварын дагууВдундаж тэг рүү ойртож байна

W -(Haj2m)ml - H(t)m, , (3)

ХаанаҮгүй/,- соронзон анизотропийн талбар;H(t) ~ үлдсэн хэсгүүдээс сонгосон бөөмс дээр ажиллах дундаж соронзон орон. (3)-д бид тэгш хэмийн үзэл баримтлалын дагуу авч үзэж буй тохиолдолд дундаж талбар нь зөвхөн2 - бүрэлдэхүүн хэсэг. Сонгосон бөөмийн эзэлдэг торны зангилаанд координатын гарал үүслийг байрлуулж, үлдсэн хэсгийг нь индексээр дугаарлана. і, илэрхийлэлH(tjҮүнийг хэлбэрээр илэрхийлье

(7) Эцэст нь, (7) дахь хаалтанд байгаа илэрхийллийг тодорхойлноtg(i), ШПу^м - Р хамаарлыг харгалзан үзээд функцийг тодорхойлно1 v2-ли-4

Г2 2 r2 2"и.™s,"a ["і + 1d +ХАМТ,"P§

(8) (ж= d2/dl),дундаж соронзон орны хувьд бид дараах илэрхийллийг олж авна.

Ичимхий^ШШтМ,(9)

ижил хүйстэнл =pfd-fd?- бөөмийн концентраци.

Функцийн онцлог шинж чанарS(^),агааржуулагч

гурван хэмжээст соронзон шинж чанаруудын онцлог
нэг домайн бөөмсийн чуулга, анизотроп
орон зайд тархсан байна
түүний тэмдгийн үл нийцэх байдал:S( £)>0 цагтлж Тэгээд
S(g)<0 cri£>1(1-р зургийг үз). (9)-ын дагуу
хэзээ гэсэн үге дундаж үзүүлэлтүүдийн чиглэл
бөөмсийн соронзон момент ба дундаж
соронзон орон давхцах ба at£>1байна
эсрэг чиглэлүүд.
^-Тиймээс ферросоронзон захиалга
нэг домайн бөөмсийн системд тохиолддог
~only with Ялангуяа, гэхдээ бүрэн

дагаж мөрдөх-тайЛютингерийн таамаглал ба
Tissy to case |- 3, анхны тоонд харгалзах
Зурах і куб тор, ферромагнит

Бөөмийн хоёр хэмжээст тархалтыг хязгаарлах тохиолдолд ферромагнитын дараалал байхгүй гэдгийг бид бас тэмдэглэж байна.е= ", aS(*>)*>-1,129.

(2), (3) ба (9)-ийн дагуу Стратоновичийн дагуу тайлбарласан стохастик тэгшитгэл (1) нь Фоккер-Планкийн тэгшитгэлтэй тохирч байна.

- = - - j |а(айн29 + 2б(т)нүгэлV) -ор antfjP + - Ж(10)

= 2/ZyHa, a = Хам/2кТ,SCH= H(t)/Га), нягтралын хувьд(P=P(0,t))хэрэв--:.^ tіі"с биш: вектор гэж юу вэмВ ээжVIvramvvi1 гмет туйлбулан6. (0,;r) интервалын хил дээр өнцөг өөрчлөгдөнө гэж үзвэл0 магадлалын урсгал байхгүй, бид тэгшитгэлийн суурин шийдлийг олдог (10):

(БА)

гзеC(a,2ab)

(12) ВисникSIDDU".iS°S,№2(13)

15 (b=b(fj)).Харж байгаа системийн дарааллын параметрийг тодорхойлъё

зэрэг нэг домайн тоосонцор/л- t,g(co)/t. Дараа нь хамаарлыг ашиглана

(13)

Мөн илэрхийлэл (11) ба (12), төлөө/.і Бид 2e° тэгшитгэлийг авна

C(a,ZT0в/г)

Синн

Т;Г

(БА)хаана Г0 -онм2 ЗС(£)/3к.

(14) тэгшитгэлийн дүн шинжилгээ нь дээр дурдсан физик үзүүлэлтүүдийн дагуу хэзээ££J(ХэзээTd<0) Энэ нь ямар ч температурт өвөрмөц шийдэлтэй /(=0, өөрөөр хэлбэл, энэ тохиолдолд алсын зайн дараалал үүсэхгүй. Тэгээс өөр шийдэл нь зөвхөн цагт оршин тогтнох боломжтой.£<1. Лангевин тэгшитгэлийн нэгэн адилp=co\&nh(3Tnp./T)-T/3T0fi,Үүнд тэгшитгэл буурна(14) Н„-*0 үед, хэрэв цагт байгаа бол/t~»0 (14)-ийн баруун талд тодорхойлогдсон функцийн графикт шүргэгчийн налуу өнцгийн тангенс 1-ээс их. Энэ нөхцөл хангагдсан эсэхийг шалгахад хялбар.Т<Т^Г, ХаанаTcr ~ тэгшитгэлийн шийдэл гэж тодорхойлсон парамагнит-ферросоронзон фазын шилжилтийн температурT=3T0f(a) ( f(a)= нь тэгтэй тэнцүү. Диамагнетэд олон металл (жишээлбэл, Bi, Ag, Au, Cu), ихэнх органик нэгдлүүд, давирхай, нүүрстөрөгч гэх мэт орно.

Диамагнетик нөлөө нь тухайн бодисын атомын электронууд дээр гадны соронзон орны нөлөөллөөс үүсдэг тул диамагнетизм нь бүх бодисын шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч диамагнит материалаас гадна бас байдаг парамагнетууд - талбайн чиглэлд гадны соронзон оронд соронзлогдсон бодисууд.

Парамагнит бодисуудад гадны соронзон орон байхгүй үед электронуудын соронзон моментууд бие биенээ нөхдөггүй бөгөөд парамагнит материалын атомууд (молекулууд) үргэлж соронзон моменттэй байдаг. Гэсэн хэдий ч молекулуудын дулааны хөдөлгөөний улмаас тэдгээрийн соронзон момент нь санамсаргүй байдлаар чиглэсэн байдаг тул парамагнит бодисууд соронзон шинж чанартай байдаггүй. Гадны соронзон орон руу парамагнит бодис оруулах үед давуу эрхтэйатомын соронзон моментуудын чиглэл талбай дээр(бүрэн чиг баримжаа нь атомын дулааны хөдөлгөөнөөс сэргийлдэг). Ийнхүү парамагнит материал нь соронзлогддог бөгөөд өөрийн гэсэн соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь гадаад оронтой чиглэлтэй давхцаж, түүнийг сайжруулдаг. Энэ Үр нөлөө дуудсан парамагнит.

Гадны соронзон орныг тэг хүртэл сулруулах үед дулааны хөдөлгөөний нөлөөгөөр соронзон моментуудын чиг баримжаа эвдэрч, парамагнит соронзгүй болдог. Парамагнит материалд газрын ховор элемент, Pt, A1 гэх мэт орно. Диамагнитын нөлөө нь парамагнит материалд бас ажиглагддаг боловч энэ нь парамагнит нөлөөнөөс хамаагүй сул байдаг тул анзаарагдахгүй хэвээр байна.

Хоёр ангиллын бодисоос гадна диа- ба парамагнет гэж нэрлэдэг сул соронзон бодисуудодоо ч байгаа өндөр соронзон бодисууд - ферромагнетууд - аяндаа соронзлолттой бодисууд, i.e. тэдгээр нь гадны соронзон орон байхгүй үед ч соронзлогддог. Тэдний гол төлөөлөгч болох төмрөөс гадна ("ферромагнетизм" гэдэг нэрнээс гаралтай) - ферромагнетэд жишээлбэл, кобальт, никель, гадолиниум, тэдгээрийн хайлш, нэгдлүүд орно.

Ферромагнет нь хүчтэй соронзлох чадвараас гадна диа- болон парамагнетээс мэдэгдэхүйц ялгах бусад шинж чанартай байдаг. Хэрэв сул соронзон бодисуудын хамаарал нь шугаман байвал ферросоронзон бодисын хувьд энэ хамаарал нэлээд төвөгтэй байдаг. Өсөх тусам Хсоронзлол Жэхлээд хурдан ургадаг, дараа нь илүү удаан, эцэст нь гэж нэрлэгддэг соронзон ханасан байдал Ж-с,талбайн хүчнээс хамааралгүй болсон.

Цагаан будаа. 2

Хамааралтай төстэй шинж чанар Ж-аас Нсоронзлох талбар ихсэх тусам талбайн дагуух молекулын соронзон моментуудын чиглэлийн зэрэг нэмэгддэгтэй холбон тайлбарлаж болно. Гэсэн хэдий ч, чиг баримжаагүй мөчүүд цөөрөхөд энэ үйл явц удааширч, эцэст нь бүх мөчүүд талбайн дагуу чиглэгдэх үед улам бүр нэмэгдэх болно. Нзогсох ба соронзон ханалт үүснэ.

Цагаан будаа. 3

Соронзон индукц B = μ 0 (N+ Ж)сул талбарт өсөхийн хэрээр хурдацтай нэмэгддэг Ннэмэгдсэнтэй холбоотой Ж, мөн хүчтэй талбарт хоёр дахь гишүүн тогтмол байдаг тул ( J= J Hac), INнэмэгдэх тусам нэмэгддэг Ншугаман хуулийн дагуу.

Ферромагнетийн чухал шинж чанар нь зөвхөн том утга биш юм μ (жишээлбэл, төмрийн хувьд - 5000, супермаллой хайлшийн хувьд - 800,000!), гэхдээ бас хамаарал μ -аас Н(Зураг 3). Эхэндээ μ нэмэгдэх тусам нэмэгддэг Н, дараа нь, дээд тал нь хүрч, буурч эхэлдэг, хүчтэй талбайн тохиолдолд 1 ( , тийм үед J= J Hac= өсөлттэй тогтмол Нхамаарал , ба μ → 1).

Зураг 4

Ферромагнетуудын нэг онцлог шинж чанар нь тэдний хувьд хамааралтай байдаг Ж-аас Н(Тиймээс IN-аас Н) нь ферромагнетийн соронзлолын түүхээр тодорхойлогддог. Энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг соронзон гистерезис. Хэрэв та ферромагнетийг ханалт хүртэл соронзлох юм бол (Зураг 4, цэг 1), дараа нь хурцадмал байдлыг бууруулж эхэлнэ Нсоронзлох талбар, дараа нь туршлагаас харахад бууралтыг муруйгаар дүрсэлдэг 1 - 2, муруйгаас дээш 1 - 0. At Н = 0 , Жтэгээс ялгаатай, өөрөөр хэлбэл ферромагнетэд ажиглагддаг үлдэгдэл соронзлол J oc .

Үлдэгдэл соронзлол байгаа нь оршин тогтнохтой холбоотой байнгын соронз. Соронзонжилт нь талбайн нөлөөгөөр тэг болно Н s, соронзлолыг үүсгэсэн талбайн эсрэг чиглэлтэй байх. Хүчдэл Н s гэж нэрлэдэг албадлагын хүч.

Эсрэг талбар улам ихсэх тусам ферромагнет дахин соронзлогдоно (муруй 3 - 4), болон цагт Н = - Нбид ханасан байдалд хүрдэг (цэг 4 ). Дараа нь ферромагнетыг дахин соронзгүйжүүлж (муруй 4 - 5-6) ханасан болтол дахин соронзуулж болно (муруй 6-). 1 ).

Тиймээс ферромагнет нь хувьсах соронзон орны нөлөөлөлд өртөх үед соронзлол Жмуруйн дагуу өөрчлөгддөг 1-2-3-4- 5-6-1, гэж нэрлэдэг гистерезис гогцоо (Грек хэлнээс "саатал"). Гистерезис нь ферромагнетийн соронзлол нь хоёрдмол утгагүй функц биш гэдгийг харуулж байна. Н, өөрөөр хэлбэл ижил утгатай байна Нолон утгатай таарч байна Ж.

Ферромагнет нь өөр нэг чухал шинж чанартай байдаг: ферромагнет бүрийн хувьд тодорхой температур гэж нэрлэгддэг Кюри цэг, Энэ үед соронзон шинж чанараа алддаг. Дээжийг Кюри цэгээс дээш халаахад ферромагнет нь ердийн парамагнет болж хувирдаг. Кюри цэгт тохиолддог бодисыг ферросоронзон төлөвөөс парамагнит төлөвт шилжүүлэх нь дулааныг шингээх, ялгаруулах дагалддаггүй, өөрөөр хэлбэл. Кюри цэг дээр хоёр дахь эрэмбийн фазын шилжилт явагдана.

Эцэст нь ферромагнетыг соронзлох үйл явц нь түүний шугаман хэмжээ, эзэлхүүний өөрчлөлт дагалддаг. Энэ үзэгдлийг гэж нэрлэдэг соронзон стрикци . Үр нөлөөний хэмжээ, тэмдэг нь хурцадмал байдлаас хамаарна Хсоронзлох талбар, ферромагнетийн шинж чанар ба талст зүйн тэнхлэгүүдийн талбартай харьцуулахад чиглэл.

Холбогдох мэдээлэл.

Ямар нөхцөлд ферромагнет парамагнит болж хувирдаг вэ?

Мөн уншина уу: I. Энэ сэтгэл зүйн мэдээлэл ямар нөхцөлд сэтгэлзүйн оношлогоо болж чадах вэ? A). Ижил нөхцөлд авсан устөрөгч ба ацетиленийг тэнцүү хэмжээгээр шатааж H2O (g) үүсгэнэ. Ямар тохиолдолд илүү их дулаан ялгарах вэ? Хэдэн удаа? (Хариулт: 5.2). Онц байдлын үед захиргааны албадлага. Хүйтэн цаг агаарт дасан зохицох. Дасан зохицох үйл явцыг хөнгөвчлөх эрүүл ахуйн арга хэмжээ. Тодорхой бус нөхцөлд арилжааны стратегийн шинжилгээ. Хөрөнгө оруулалтын төслийн жишээн дээр эрсдэл, тодорхойгүй байдлын нөхцөлд эдийн засгийн үр ашгийг үнэлэх уламжлалт аргуудын дүн шинжилгээ Ажлын байрыг баталгаажуулах, аюултай нөхцөлд ажиллах нөхөн олговор олгох БНКазУ-ын аль хотуудад зэсийн томоохон үйлдвэрүүд байрладаг вэ?

Кюри цэг хүртэл халах үед

Талбайд перпендикуляр байрлах 30 см 2 талбайтай гогцооны соронзон урсгал нь 0.6 мВт байна. Хэлхээ доторх талбайн индукц нь дараахтай тэнцүү байна.

50 см 2 талбай бүхий хавтгай хэлхээ нь 0.4 Тесла талбайн индукц бүхий 2 мВт соронзон урсгалд нэвтэрдэг. Контурын хавтгай ба талбайн чиглэлийн хоорондох өнцөг нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.

-тэй нэгэн төрлийн изотроп орчинд = 2 ба = 1 хавтгай цахилгаан соронзон долгион тархдаг. Түүний фазын хурдыг тодорхойл.

5 ба 4 см талтай 1000 эргэлттэй тэгш өнцөгт ороомгийг 0.5 Тесла индукцийн жигд соронзон орон дээр байрлуулсан. Ороомог дахь гүйдэл нь 2 А. Ороомогт үйлчлэх хамгийн их эргэлт нь:

40 см радиустай дугуй ороомгийн дагуу 4 А гүйдэл эргэлдэж байна Ороомгийн төв дэх соронзон индукц нь:

Гадаад цахилгаан орон дахь диполь энерги нь дараахтай тэнцүү байна.

6.28 см урттай 1 см радиустай ороомог нь 200 эргэлтийг багтаасан бөгөөд ороомгийн доторх соронзон урсгал нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.

50 см2 хөндлөн огтлолтой ороомог дахь соронзон индукц 4 мс-ийн дотор 0.2-0.6 Т хүртэл өөрчлөгдөхөд 5 В-ийн индукцийн эмфийг өдөөхийн тулд энэ нь 50 см2 хэмжээтэй тэнцүү тооны эргэлтийг агуулсан байх ёстой.

4 Т индукцтэй жигд соронзон орон дотор байрлуулсан 1.5 А гүйдэлтэй дамжуулагч нь 10 Н хүчээр үйлчилнэ. Дамжуулагч нь соронзон индукцийн шугамуудтай 45 ° өнцгөөр байрладаг. Дамжуулагчийн идэвхтэй хэсгийн урт нь:

Аль ойлголтыг зөв нэрлэсэн бэ? 1. Электролитийн диссоциаци нь уусгагч молекулын нөлөөн дор ууссан бодисын молекулууд ион болж задрахыг хэлнэ. 2. Ионжилт - молекулуудыг ион болгон задлах. 3. Термионы ялгаралт - халсан металлаар электрон ялгарах. 4. Фотоэлектрон ялгарал - гэрлийн нөлөөн дор биетүүдийн электрон ялгаруулах.

Хоёр дахь төрлийн фазын шилжилт нь бодисын нягтрал, энтропи, термодинамик потенциалууд огцом өөрчлөгддөггүй, харин фазын дулаан багтаамж, шахагдах чадвар, дулааны тэлэлтийн коэффициент огцом өөрчлөгддөг фазын өөрчлөлтүүд юм. Жишээ нь: Хэ-ийн хэт шингэн төлөвт шилжих, Fe нь ферросоронзон төлөвөөс парамагнит төлөвт шилжих (Кюри цэг дээр).

Парамагнит-ферросоронзон фазын шилжилт

Соронзон системүүд нь фазын шилжилтийн онолд хэрэглэгддэг бүх нэр томъёо нь яг эдгээр системүүд дээр суурилдаг тул чухал ач холбогдолтой юм. Соронзон талбарт байрлуулсан төмрөөр хийсэн жижиг дээжийг авч үзье (). Соронзон талбараас хамааран энэ дээжийн соронзлолыг үзье. Мэдээжийн хэрэг, соронзон орны бууралт нь соронзлол буурахад хүргэдэг. Хоёр нөхцөл байдал үүсч болно. Хэрэв температур өндөр байвал соронзон орон тэг рүү ойртох тусам соронзон момент тэг болно. Энэ тохиолдолд соронзон моментийн соронзон орны хамаарлыг Зураг 3 а-д үзүүлэв. .

Зураг 3. Соронзон оронтой харьцуулахад соронзлолтын график: a - өндөрт; б - бага температурт.

Гэсэн хэдий ч бага температурт тохиолддог өөр нэг нөхцөл байдал бас боломжтой: гадны соронзон орны нөлөөн дор үүссэн дээжийн соронзлол нь энэ талбарыг тэг болгон бууруулсан ч хэвээр хадгалагдана. (Зураг 3б). Энэхүү үлдэгдэл соронзлолыг аяндаа соронзлолт () гэж нэрлэдэг. Энэ температурыг Кюри температур гэж нэрлэдэг. Кюригийн температураас доогуур температурын мужид үнэмлэхүй температур бага байх тусам аяндаа соронзлол ихсэх болно. Соронзонжуулалтыг захиалгын параметр гэж нэрлэдэг. Термодинамикийн хувьд соронзлолд нийлдэг хувьсагч болох соронзон орныг эрэмбийн орон гэж нэрлэдэг. Ийм хос коньюгат хувьсагч нь цаашдын онолд маш чухал ач холбогдолтой байх болно. Энэ загварыг Исинг загвар гэж нэрлэдэг. Зангилаа бүрт соронзон зүү байдаг шахагдашгүй торыг авч үзье. Эдгээр сумыг дээш эсвэл доош чиглүүлж болно. Зэргэлдээх сумнууд хоорондоо харилцан үйлчилдэг тул эдгээр сумны хооронд үйлчилж буй хүчнүүд нь тэдгээрийг хоорондоо параллель байрлуулах хандлагатай байдаг.

Зураг 4. Исинг загварын тайлбар.

Сумны харилцан үйлчлэлийн энерги эерэг байна гэж үздэг. Энэ тохиолдолд эрчим хүчний үүднээс сумнууд зэрэгцээ байх нь давуу талтай, i.e. Ингэснээр бүх сумнууд дээшээ эсвэл доошоо чиглэнэ. Энэ тохиолдолд системийн эрчим хүч хамгийн бага байна. Эрчим хүчний үүднээс авч үзвэл энэ төлөв нь хамгийн таатай байдаг. Гэсэн хэдий ч ийм бүрэн эмх цэгцтэй хоёр л төлөв байдаг (бүх сум дээш, бүх сум доош байна). Энэ утгаараа ийм эрэмбэлэгдсэн төлөвүүд нь энтропийн үүднээс огт тааламжгүй байдаг. Энтропи нь системийг бүрэн эмх замбараагүй болгох хандлагатай байдаг

Өндөр температурт энтропи ялдаг. Системд эмх замбараагүй байдал үүсч, дундаж соронзлол нь тэг байна. (цэнхэр сумны тоо нь улаан сумны тоотой тэнцүү). Бага температурт системд энерги ялж, аяндаа соронзлол үүсдэг (цэнхэр сумны тоо арав, улаан сумны тоо арван зургаан байна).

Энэ нь авч үзэж буй системд системд аяндаа соронзлол үүсэх температур байдаг гэсэн үг юм.

Фазын шилжилтийн цэгүүдийн ойролцоох бүх системийн үйл ажиллагаа нь бүхэлдээ түгээмэл байдаг. Энэ нь маш тухтай байдаг. Хамгийн энгийн системийг (Исингийн загвар гэх мэт) эгзэгтэй цэгийн эргэн тойронд нь судалснаар бид нийлмэл системүүдийн фазын шилжилтийн цэгүүдийн ойролцоох физик шинж чанарыг урьдчилан таамаглаж чадна.