LABORATORIJSKO DELO

Določanje temperature faznega prehoda

ferimagnetno-paramagnetno

Cilj dela : določite Neelovo temperaturo za ferimagnet (feritno palico)

Kratke teoretične informacije

Vsaka snov je magnetna, tj. je sposoben pridobiti magnetni moment pod vplivom magnetnega polja. Tako snov ustvari magnetno polje, ki je nadgrajeno nad zunanjim poljem. Obe polji se seštejeta v nastalo polje:

Magnetiziranost magneta je označena z magnetnim momentom na enoto prostornine. Ta količina se imenuje vektor magnetizacije

kjer je magnetni moment posamezne molekule.

Vektor magnetizacije je povezan z jakostjo magnetnega polja z naslednjim razmerjem:

kjer je značilna vrednost za določeno snov, imenovana magnetna občutljivost.

Vektor magnetne indukcije je povezan z jakostjo magnetnega polja:

Brezdimenzijska količina se imenuje relativna magnetna prepustnost.

Vse snovi glede na njihove magnetne lastnosti lahko razdelimo v tri razrede:

1. paramagneti > 1, pri katerih magnetizacija poveča celotno polje
2. diamagnetni materiali< 1 в которых намагниченность вещества уменьшает суммарное поле
3. feromagneti >> 1 magnetizacija poveča celotno magnetno polje.
Snov je feromagnetna, če ima spontani magnetni moment tudi v odsotnosti zunanjega magnetnega polja. Nasičena magnetizacija feromagneta jazS je definiran kot spontani magnetni moment na prostorninsko enoto snovi.

Feromagnetizem opazimo v 3 d-kovine ( Fe, Ni, Co) in 4 f kovine (Gd, Tb, Er, Dy, Ho, Tm) Poleg tega obstaja ogromno število feromagnetnih zlitin. Zanimivo je omeniti, da ima le 9 zgoraj naštetih čistih kovin feromagnetizem. Vsi imajo nedokončane d- oz f-školjke.

Feromagnetne lastnosti snovi so razložene z dejstvom, da obstaja posebna interakcija med atomi te snovi, ki se ne odvija v dia- in paramagnetih, kar vodi do dejstva, da so ionski ali atomski magnetni momenti sosednjih atomov usmerjena v isto smer. Fizično naravo te posebne interakcije, imenovane izmenjava, je ugotovil Ya.I. Frenkel in W. Heisenberg v 30. letih 20. stoletja na podlagi kvantne mehanike. Preučevanje interakcije dveh atomov z vidika kvantne mehanike kaže, da energija interakcije atomov jaz in j, ki imajo trenutke vrtenja S jaz in S j , vsebuje izraz zaradi interakcije izmenjave:

Kje J izmenjalni integral, katerega prisotnost je povezana s prekrivanjem elektronskih lupin atomov jaz in j. Vrednost izmenjalnega integrala je močno odvisna od medatomske razdalje v kristalu (perioda kristalne mreže). V feromagnetih J>0, če J<0 вещество является антиферромагнетиком, а при J=0 paramagnetno. Presnovna energija nima klasičnega analoga, čeprav je elektrostatičnega izvora. Označuje razliko v energiji Coulombove interakcije sistema v primerih, ko so vrtljaji vzporedni in ko so antiparalelni. To je posledica Paulijevega načela. V kvantnomehanskem sistemu mora spremembo relativne orientacije obeh vrtljajev spremljati sprememba prostorske porazdelitve naboja v območju prekrivanja. Pri temperaturi T=0 K, morajo biti spini vseh atomov usmerjeni na enak način; z naraščajočo temperaturo se vrstni red v usmerjenosti spinov zmanjšuje. Obstaja kritična temperatura, imenovana Curiejeva temperatura TZ, pri katerem korelacija v orientacijah posameznih spinov izgine, se snov spremeni iz feromagneta v paramagnet. Identificiramo lahko tri pogoje, ki spodbujajo nastanek feromagnetizma:

1. prisotnost pomembnih intrinzičnih magnetnih momentov v atomih snovi (to je mogoče le v atomih z nedokončano d- oz f-školjke);
2. menjalni integral za dani kristal mora biti pozitiven;
3. gostota stanj v d- in f- cone morajo biti velike.

Magnetna občutljivost feromagneta uboga Curie-Weissov zakon:

, Z Curiejeva konstanta.

Feromagnetizem teles, sestavljenih iz velikega števila atomov, je posledica prisotnosti makroskopskih volumnov snovi (domen), v katerih so magnetni momenti atomov ali ionov vzporedni in enako usmerjeni. Te domene kažejo spontano spontano magnetizacijo tudi v odsotnosti zunanjega magnetnega polja.

Model atomske magnetne strukture feromagneta s ploskovno centrirano kubično mrežo. Puščice označujejo magnetne momente atomov.

V odsotnosti zunanjega magnetnega polja je na splošno nemagnetiziran feromagnet sestavljen iz večjega števila domen, v vsaki od katerih so vsi spini usmerjeni na enak način, vendar se smer njihove usmerjenosti razlikuje od smeri spinov v sosednjih domenah. V povprečju so v vzorcu nemagnetiziranega feromagneta vse smeri enakomerno zastopane, zato makroskopskega magnetnega polja ne dobimo. Tudi v posameznem kristalu obstajajo domene. Do ločevanja snovi na domene pride, ker zahteva manj energije kot ureditev z enako usmerjenimi vrtljaji.

Ko je feromagnet postavljen v zunanje polje, bodo imeli magnetni momenti, ki so vzporedni s poljem, manj energije kot momenti, ki so antiparalelni s poljem ali usmerjeni na kakršen koli drug način. To daje prednost nekaterim domenam, ki želijo povečati obseg na račun drugih, če je to mogoče. Lahko pride tudi do rotacije magnetnih momentov znotraj ene domene. Tako lahko šibko zunanje polje povzroči veliko spremembo magnetizacije.

Ko se feromagneti segrejejo do Curiejeve točke, toplotno gibanje uniči področja spontane magnetizacije, snov izgubi svoje posebne magnetne lastnosti in se obnaša kot navaden paramagnet. Curiejeve temperature za nekatere feromagnetne kovine so podane v tabeli.

SnovFe 769Ni 364Co 1121Gd 18

Poleg feromagnetov obstaja velika skupina magnetno urejenih snovi, v katerih so spinski magnetni momenti atomov z nedokončanimi lupinami usmerjeni antiparalelno. Kot je prikazano zgoraj, do te situacije pride, ko je menjalni integral negativen. Tako kot pri feromagnetih se tukaj magnetno urejanje odvija v temperaturnem območju od 0 K do določenega kritičnega N, imenovanega Neelova temperatura. Če je z antiparalelno usmerjenostjo lokaliziranih magnetnih momentov nastala magnetizacija kristala enaka nič, potem antiferomagnetizem. Če v tem primeru ni popolne kompenzacije magnetnega momenta, potem govorijo o ferimagnetizem. Najbolj značilni ferimagneti so feriti dvojni kovinski oksidi. Tipičen predstavnik feritov je magnetit (Fe3O4). Večina ferimagnetov je ionskih kristalov in ima zato nizko električno prevodnost. V kombinaciji z dobrimi magnetnimi lastnostmi (visoka magnetna prepustnost, visoka magnetizacija nasičenja itd.) je to pomembna prednost v primerjavi z običajnimi feromagneti. Prav ta kakovost je omogočila uporabo feritov v ultravisokofrekvenčni tehnologiji. Običajnih feromagnetnih materialov z visoko prevodnostjo tukaj ni mogoče uporabiti zaradi zelo velikih izgub zaradi nastajanja vrtinčnih tokov. Hkrati imajo številni feriti zelo nizko Neelovo točko (100–300 C) v primerjavi s Curiejevo temperaturo za feromagnetne kovine. V tem delu se za določitev temperature ferimagnetno-paramagnetnega prehoda uporablja palica, narejena posebej iz ferita.

Dokončanje dela

Shema poskusne postavitve.

Ideja za eksperiment

Glavni del te instalacije je transformator z odprtim jedrom iz ferita. Primarno navitje, izdelano iz nikroma, služi tudi za ogrevanje jedra. Napetost do primarnega navitja se napaja iz LATR, da se prepreči pregrevanje. Inducirani tok se zabeleži z voltmetrom, priključenim na sekundarno navitje. Za merjenje temperature jedra se uporablja en sam termočlen, termo-emf. ki je sorazmeren temperaturni razliki med okoliškim zrakom in spojem termočlena. Temperaturo jedra lahko izračunate po naslednji formuli: T=T 0+23,5, kjer - termo-emf. (v milivoltih), T 0 temperatura zraka v laboratoriju.

Ideja eksperimenta je naslednja: inducirana emf v sekundarnem navitju, kjer jazjaz - tok v primarnem navitju, L- induktivnost primarnega navitja; znano je, da je kje induktivnost sekundarnega navitja brez jedra in je magnetna prepustnost jedra.

Magnetna prepustnost se zmanjšuje z naraščajočo temperaturo in strmo pade, ko doseže Néelovo točko. Posledično tako inducirana emf kot inducirani tok močno upadeta, ko dosežete.

Izvajanje poskusa

1. Namestitev sestavite v skladu s shemo, prikazano na sl. 2.
2. Namestite krmilne gumbe LATR

Strani:

Ufr>= C(r>^£!r> (r^l,2),(21) kjes"rl- dielektrična konstantaGsreda.

Na podlagi dobljenih razmerij so bili izvedeni izračuni,

y(\)

ki označuje vrstni red singularnosti močiy =1 - - na vrhu

kompozitni klin priu = i/2, a2 ​​​​= i(Tabela 1). Za priložnostiš - š= 2zh/3,p1= 0.5 , 0L- , X -3 in L - 0,01, so narisane izotermne črte (sl. 2 oziroma sl. 3).

POVZETEK

Različna vprašanja mehanike kompozitnih materialov, toplotne prevodnosti, elektrostatike, magnetostatike, matematične biologije rezultirajo v robnih problemih eliptičnega tipa za delno ■ homogenih medijev. Ko ima meja območja kotne točke za pravilno določitevO/fizičnih polj je potrebna informacija o singularitetah polj V kotni točki- Itjeupoštevatiuproblem potencialne teorije za sestavljeni klin . Greenova funkcija je zgrajena za situacijo, ko koncentrirani vir deluje v eni od faz .

BIBLIOGRAFIJA

1. ArcezijaV.Ya., Mentalna fizika. Osnovne enačbe in posebne funkcije.-SCHZnanost, 1966.

UDK 537.624

PARAMAGNETNO-FEROMAGNETNI FAZNI PREHOD V SISTEMU ENODOMENSKIH FEROMAGNETNIH DELCEV

S. I. Denisov, prof.; V.F.Iefedchenko, črne koze

Znano je, da je razlog za pojav magnetnega reda na velike razdalje v večini trenutno znanih magnetnih materialov.-.^:..-. izmenjava interakcije. Hkrati še vedno v1946 leto- _^ g:g Tissa teoretičnoSHJVMLYaih gi mpgnptidiolcasinterakcija lahko služi tudi tej vlogi. Ker je slednji izmenjevalni element praviloma precej šibkejši od izmenjevalnega, je temperatura prehodaodurejeno stanje atomske teorije

trenutek, interakcijamajachitolnpol^nsh oOrl.chig,:,
povzroča zelo majhen in znaša delček Kelvinove stopinje. to

Dobrote, kot tudi odsotnost snovi, v katerih hierarhičnorilmagnetne interakcije se začnejo z magnetnim dipolom, dolgschzhlni dovolil eksperimentalnega preverjanja tega

->s.In šele pred kratkim je bil ustrezen test, ki temelji na čistem zaključku Luttingerja in Tissa, izveden na kristalih soli KOREJCEV zemlje, ki imajo kemijsko formuloCs^Naii(N02)e.

"Kvase sistemi, v katerih magnetna dipolna interakcija
strukturnih elementov igra pomembno vlogo, vključuje tudi sisteme
"feromagnetni delci domene, naključno porazdeljeni v
v magnetni trdni matrici. Študija takih sistemov je izjemno
s praktičnega vidika je temu posvečeno veliko literature.
Oivako se je študija kooperativnih učinkov pri njih začela šele leta
Zadnja leta. Glavni rezultat pridobljen tako numerično,
in tako analitični kot neposredni eksperimentalni podatki,
je to, tako kot v atomskih magnetnih sistemih
momentov, v sistemih enodomenskih feromagnetnih delcev lahko
„■hod (enkratno prehodno feromagnetno stanje. Čeprav

Nekatere značilnosti tega prehoda so preučevali v, ostal
veliko pomembnih vprašanj ostaja nerešenih. Med njimi zlasti
Nujno vprašanje o vplivu anizotropije na fazni prehod
raster za branje delcev v prostoru. Bistvo je analitično
metode, razvite v,napovedati obstoj faze
prehod in za izotropno porazdelitev delcev. Vendar ta sklep
nasprotuje enemu od rezultatov, po katerem v sistemu
h.;. :-.b.x dipoli, ki se nahajajo na vozliščihizpadikupon
rešetke ne pride do faznega prehoda v feromagnetno stanje.
Tudi vprašanje vpliva končne velikosti ni bilo obravnavano.
Psst§delci amagkita z vrednostjo povprečnega magnetnega polja,
delovanje na kateri koli delec s strani drugih. medtem
njena rešitev je potrebna zlasti za konstrukcijo kvantitativnega
-- kooperativni učinki v YISTAMAYA PDOTNvuIaYaYaYiH delci.

To delo je namenjeno reševanju zgoraj navedenih vprašanj. Oglejmo si skupino sferičnih enodomenskih feromagnetov

RadijG,naključno porazdeljena l nemagnetna trdna snov
hgtrice. Simulirali bomo porazdelitev delcev v matriki,

Kajnjihova središča z verjetnostjoRzasedejo nedejavna vozlišča

tetragonalna mreža s periodamidx(>2r)(vzdolž osiXinpri) InLg(>2g\(vzdolž osi2 - osi četrtega reda). Bomo tudi^re.glio.tag,da so delci enoosni, njihove lahke osi magnetizacijez±:-=:;-;:kularne ravninehu,interakcija delcev, _-- ;-. ;,:gilyuee in dinamika magnetnega momentat=chp|i|AliRvavoA&ne ..delec opisuje stohastična Lanlaujeva enačba

...

m - -utax(H+h) - (Hujm) mZamxH (m(0) = e,m). (1)

4vka ,4>0)- žiromagnetno razmerje;JAZ -parameter disipacije;m=|m|;e.- enotski vektor vzdolž osiG;N --rfVfcia- učinkovito,= S-.lZUi. 1999. X>2 (13)

13 magnetno polje;W- magnetna energija delca;h- toplotno magnetno polje, določeno z razmerji:

na w= O.+?) = kos%0Ш$0д,(2)

KjeT- absolutna temperatura; $ts# - Kronener simiol;a,fi=x,y.zsranje)-(i-funkcija,črtica pa označuje povprečje glede na izvedbeh.

Glede na izbrani modelVpribližuje srednji ničli, ki jo imamo

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

KjeN/,- polje magnetne anizotropije;H(t) ~ povprečno magnetno polje, ki deluje na izbrani delec od ostalih. Pri (3) smo upoštevali, da ima povprečno polje v obravnavanem primeru v skladu z upoštevanjem simetrije le2 - komponenta. S postavitvijo izhodišča koordinat na vozlišče mreže, ki ga zaseda izbrani delec, in oštevilčenje preostalih z indeksom і, izraz zaH(tjPredstavimo ga v obliki

(7) Končno, opredelitev v (7) izraza v oklepajih ztg(i), ob upoštevanju razmerja ШПу^м - Р in definiranju funkcije1 v2-li-4

G2 2 r2 2"jaz.™s,"a ["і + 1d +Z,"P§

(8) (g= d2/dl),za povprečno magnetno polje dobimo naslednji izraz:

Sramežljiv^ShShchtM,(9)

gejl =pfd-fd?- koncentracija delcev.

Značilna lastnost funkcijeS(^),kondicioniranje

značilnosti magnetnih lastnosti tridimenzionalnih
ansambel delcev z eno domeno, anizotropen
razporejen v prostoru je
nestalnost njegovega znaka:S( £)>0 prilj in
S(g)<0 cri£>1(glej sliko 1). Glede na (9) to
pomeni, da kof smeri povprečij
magnetni momenti delcev in povprečje
magnetno polje sovpada, in pri£>1imajo
nasprotne smeri.
^-Zato feromagnetno urejanje
v sistemih delcev z eno domeno se pojavi
~samo s Posebej, vendar popolnoma

skladnostzLuttingerjevo napoved in
Tissy v velike in male črke |- 3, kar ustreza praštevilu
risanje і kubična mreža, feromagnetna

Tega ni. Opozorimo tudi, da feromagnetnega reda ni v mejnem primeru dvodimenzionalne porazdelitve delcev, kof= ", aS(*>)*>-1,129.

Glede na (2), (3) in (9) stohastična enačba (1), interpretirana po Stratonovichu, ustreza Fokker-Planckovi enačbi

- = - - j |a(ain29 + 2b(t)grehV) -posteljica antfjP + - J(10)

= 2/ZyHa, a = Ham/2kT,SCH= H(t)/ha), za gostoto(P=P(0,t))če--:.^ tіі"сгї: kaj je vektormV momeVIvramvvi1 gmeet polarkotiček6. Ob predpostavki, da se na mejah intervala (0,;r) spremeni kot0 ni verjetnostnega toka, najdemo stacionarno rešitev enačbe (10):

(IN)

gzeC(a,2ab)

(12) VisnikSIDDU".iS°J,№2(13)

15 (b=b(fj)).Določimo parameter reda obravnavanega sistema

enodomenski delci kot/l- t,g(co)/t. Nato z uporabo relacije

(13)

In izraza (11) in (12), za/.і dobimo enačbo 2e°

C(a,ZT0c/g)

Sinn

T;G

(IN)kjer je G0 -onm2 ZS(£)/3k.

Analiza enačbe (14) kaže, da v skladu z zgoraj navedenimi fizikalnimi premisleki, ko££J(KdajTd<0) ima edinstveno rešitev /(=0 pri kateri koli temperaturi, to pomeni, da v tem primeru ne nastane red dolgega dosega. Neničelna rešitev lahko obstaja le pri£<1. Kot pri Langevinovi enačbi,p=co\&nh(3Tnp./T)-T/3T0fi,na katerega se enačba reducira(14) pri Н„-*0, obstaja, če pri/t~»0 je tangens kota naklona tangente na graf funkcije, definirane z desno stranjo (14), večji od 1. Preprosto je preveriti, da je ta pogoj izpolnjen, koT<Т^Г, KjeTcr ~ temperatura paramagnetno-feromagnetnega faznega prehoda, ki je definirana kot rešitev enačbeT=3T0f(a) ( f(a)= je enako nič. Diamagneti vključujejo številne kovine (na primer Bi, Ag, Au, Cu), večino organskih spojin, smole, ogljik itd.

Ker diamagnetni učinek nastane zaradi delovanja zunanjega magnetnega polja na elektrone atomov snovi, je diamagnetizem značilen za vse snovi. Vendar pa poleg diamagnetnih materialov obstajajo tudi paramagneti - snovi, ki se namagnetijo v zunanjem magnetnem polju v smeri polja.

V paramagnetnih snoveh se v odsotnosti zunanjega magnetnega polja magnetni momenti elektronov medsebojno ne kompenzirajo, atomi (molekule) paramagnetnih materialov pa imajo vedno magnetni moment. Vendar pa so zaradi toplotnega gibanja molekul njihovi magnetni momenti naključno usmerjeni, zato paramagnetne snovi nimajo magnetnih lastnosti. Ko paramagnetno snov vnesemo v zunanje magnetno polje, prednostno orientacija magnetnih momentov atomov na polju(polno orientacijo onemogoča toplotno gibanje atomov). Tako se paramagnetni material namagneti in ustvari lastno magnetno polje, ki po smeri sovpada z zunanjim poljem in ga krepi. to Učinek klical paramagnetni.

Ko je zunanje magnetno polje oslabljeno na nič, je orientacija magnetnih momentov zaradi toplotnega gibanja motena in paramagnet se razmagneti. Paramagnetni materiali vključujejo redke zemeljske elemente, Pt, A1 itd. Diamagnetni učinek je opazen tudi pri paramagnetnih materialih, vendar je veliko šibkejši od paramagnetnega učinka in zato ostane neopazen.

Poleg dveh obravnavanih razredov snovi - dia- in paramagnetov, imenovanih šibko magnetna snoviše vedno obstajajo visoko magnetne snovi - feromagneti - snovi s spontano magnetizacijo, tj. namagneteni so tudi v odsotnosti zunanjega magnetnega polja. Poleg njihovega glavnega predstavnika - železa (iz katerega izhaja ime "feromagnetizem") - feromagneti vključujejo na primer kobalt, nikelj, gadolinij, njihove zlitine in spojine.

Feromagneti imajo poleg sposobnosti močnega magnetiziranja tudi druge lastnosti, po katerih se bistveno razlikujejo od dia- in paramagnetov. Če je pri šibko magnetnih snoveh odvisnost od linearna, potem je pri feromagnetnih snoveh ta odvisnost precej zapletena. Ko povečate H magnetizacija J najprej raste hitro, nato počasneje in na koncu t.i magnetna nasičenost J do c, ni več odvisen od jakosti polja.

riž. 2

Podobna narava odvisnosti J od n je mogoče pojasniti z dejstvom, da se z večanjem magnetizirajočega polja stopnja orientacije molekularnih magnetnih momentov vzdolž polja povečuje. Vendar pa se bo ta proces začel upočasnjevati, ko bo ostalo vse manj neorientiranih momentov in končno, ko bodo vsi momenti usmerjeni vzdolž polja, se bo nadaljevalo n se ustavi in ​​pride do magnetne nasičenosti.

riž. 3

Magnetna indukcija B = μ 0 (N+ J) v šibkih poljih hitro narašča z naraščanjem n zaradi povečevanja J, in v močnih poljih, ker je drugi člen konstanten ( J=JHac), IN narašča z naraščanjem n po linearnem zakonu.

Bistvena lastnost feromagnetov niso le velike vrednosti μ (na primer za železo - 5000, za supermalojsko zlitino - 800.000!), ampak tudi odvisnost μ od n(slika 3). Na začetku μ raste z naraščanjem n, nato pa se, ko doseže maksimum, začne zmanjševati in se v primeru močnih polj nagiba k 1 ( , torej kdaj J=JHac= const z naraščanjem n relacija in μ → 1).

Slika 4

Značilnost feromagnetov je tudi, da je zanje odvisnost J od n(in zato IN od n) določa zgodovina magnetizacije feromagneta. Ta pojav se imenuje magnetna histereza. Če magnetizirate feromagnet do nasičenja (slika 4, točka 1), in nato začni zmanjševati napetost n magnetizirajočega polja, potem, kot kažejo izkušnje, zmanjšanje opisuje krivulja 1 - 2, nad krivuljo 1 - 0. pri n = 0 , J razlikuje od nič, kar pomeni, da se v feromagnetu opazi preostala magnetizacija J oc .

Prisotnost preostale magnetizacije je povezana z obstojem trajni magneti. Pod vplivom polja magnetizacija postane enaka nič n s, ki ima smer nasprotno od polja, ki je povzročilo magnetizacijo. Napetost n s se imenuje prisilna sila.

Z nadaljnjim povečevanjem nasprotnega polja se feromagnet ponovno magnetizira (krivulja 3 - 4), in pri n = - n dosežemo nasičenost (točka 4 ). Nato se lahko feromagnet ponovno razmagneti (krivulja 4 - 5-6) in ponovno namagneti do nasičenja (krivulja 6- 1 ).

Torej, ko je feromagnet izpostavljen izmeničnemu magnetnemu polju, magnetizacija J spreminja glede na krivuljo 1-2-3-4- 5-6-1, ki se imenuje histerezna zanka (iz grškega "zamude"). Histereza vodi do dejstva, da magnetizacija feromagneta ni nedvoumna funkcija n, torej na isto vrednost n ujema z več vrednostmi J.

Feromagneti imajo še eno pomembno lastnost: za vsak feromagnet obstaja določena temperatura, imenovana Curiejeva točka, pri kateri izgubi svoje magnetne lastnosti. Ko se vzorec segreje nad Curiejevo točko, se feromagnet spremeni v navaden paramagnet. Prehod snovi iz feromagnetnega stanja v paramagnetno stanje, ki se pojavi na Curiejevi točki, ne spremlja absorpcija ali sproščanje toplote, tj. V Curiejevi točki pride do faznega prehoda drugega reda.

Nazadnje, proces magnetizacije feromagnetov spremlja sprememba njegovih linearnih dimenzij in volumna. Ta pojav se imenuje magnetostrikcija . Velikost in predznak učinka sta odvisna od napetosti H magnetizirajočega polja, o naravi feromagneta in orientaciji kristalografskih osi glede na polje.

Povezane informacije.

Pod kakšnimi pogoji se feromagnet spremeni v paramagnetek?

Preberite tudi: I. Pod kakšnimi pogoji lahko te psihološke informacije postanejo psihodiagnostične? A). Enaka volumna vodika in acetilena, vzeta pod enakimi pogoji, sta sežgali, da sta nastali H2O (g). V katerem primeru se bo sprostilo več toplote? Kolikokrat? (Odgovor: 5.2). Upravna prisila v izrednem stanju. Aklimatizacija v hladnih podnebjih. Higienski ukrepi za olajšanje procesa aklimatizacije. Analiza komercialne strategije v pogojih negotovosti. Analiza tradicionalnih metod za ocenjevanje ekonomske učinkovitosti v razmerah tveganja in negotovosti na primeru investicijskih projektov Certificiranje delovnih mest in nadomestilo za delo v nevarnih razmerah V katerih mestih Republike Kazahstan se nahajajo veliki obrati za proizvodnjo bakra?

Pri segrevanju do Curiejeve točke

Magnetni pretok znotraj zanke s površino 30 cm 2, ki se nahaja pravokotno na polje, je 0,6 mWb. Indukcija polja znotraj vezja je enaka:

Ravno vezje s površino 50 cm 2 prodre v magnetni tok 2 mWb z indukcijo polja 0,4 Tesla. Kot med konturno ravnino in smerjo polja je enak:

V homogenem izotropnem mediju z = 2 in = 1 se širi ravno elektromagnetno valovanje. Določite njegovo fazno hitrost.

Pravokotna tuljava s 1000 ovoji s stranicami 5 in 4 cm je postavljena v enakomerno magnetno polje z indukcijo 0,5 Tesla. Tok v tuljavi je 2 A. Največji navor, ki deluje na tuljavo, je:

Po krožni tuljavi s polmerom 40 cm kroži tok 4 A. Magnetna indukcija v središču tuljave je enaka:

Energija dipola v zunanjem električnem polju je enaka:

Tuljava dolžine 6,28 cm s polmerom 1 cm je narejena iz žice, ima 200 ovojev in skozi njo teče tok 1 A. Magnetni pretok znotraj tuljave je enak:

Da se indukcijska emf 5 V vzbuja, ko se magnetna indukcija spremeni od 0,2 do 0,6 T v 4 ms v tuljavi s površino prečnega prereza 50 cm2, mora vsebovati število ovojev, ki je enako

Na vodnik s tokom 1,5 A, postavljen v enakomerno magnetno polje z indukcijo 4 T, deluje sila 10 N. Prevodnik leži pod kotom 45° glede na črte magnetne indukcije. Dolžina aktivnega dela prevodnika je:

Kateri pojmi so pravilno poimenovani? 1. Elektrolitska disociacija je razgradnja molekul topljenca v ione pod delovanjem molekul topila. 2. Ionizacija – razgradnja molekul na ione. 3. Termionska emisija - emisija elektronov s segretimi kovinami. 4. Fotoelektronska emisija - emisija elektronov teles pod vplivom svetlobe.

Fazni prehodi druge vrste so fazne transformacije, pri katerih se gostota snovi, entropija in termodinamični potenciali ne spremenijo nenadoma, spremenijo pa se toplotna kapaciteta, stisljivost in koeficient toplotnega raztezanja faz. Primeri: prehod He v superfluidno stanje, Fe iz feromagnetnega stanja v paramagnetno stanje (v Curiejevi točki).

Paramagnetno-feromagnetni fazni prehod

Magnetni sistemi so pomembni zaradi dejstva, da vsa terminologija, ki se uporablja v teoriji faznih prehodov, temelji na teh sistemih. Razmislite o majhnem vzorcu iz železa, postavljenem v magnetno polje (). Naj bo magnetizacija tega vzorca, odvisna od magnetnega polja. Očitno zmanjšanje magnetnega polja vodi do zmanjšanja magnetizacije. Lahko pride do dveh situacij. Če je temperatura visoka, postane magnetni moment enak nič, ko se magnetno polje približa ničli. Odvisnost magnetnega momenta od magnetnega polja za ta primer je prikazana na sliki 3 a. .

Slika 3. Graf odvisnosti magnetizacije od magnetnega polja: a - pri visoki; b - pri nizkih temperaturah.

Možna pa je tudi druga situacija, ki se pojavi pri nizkih temperaturah: magnetizacija vzorca, ki je nastala pod vplivom zunanjega magnetnega polja, se ohrani tudi, ko se to polje zmanjša na nič. (Slika 3b). Ta preostala magnetizacija se imenuje spontana magnetizacija () Obstaja zelo specifična temperatura, pri kateri se spontana magnetizacija prvič pojavi. To temperaturo imenujemo Curiejeva temperatura. V temperaturnem območju pod Curiejevo temperaturo, nižja kot je absolutna temperatura, večja je spontana magnetizacija. Magnetizacija se imenuje parameter reda. Magnetno polje, ki je spremenljivka, termodinamično konjugirana z magnetizacijo, se imenuje urejeno polje. Takšni pari konjugiranih spremenljivk bodo zelo pomembni za nadaljnjo teorijo.Obstaja zelo uporaben model paramagnetno-feromagnetnega faznega prehoda. Ta model se imenuje Isingov model. Razmislimo o nestisljivi mreži, v vsakem vozlišču katere so magnetne igle. Te puščice so lahko usmerjene navzgor ali navzdol. Sosednje puščice medsebojno delujejo tako, da sile, ki delujejo med tema puščicama, težijo k temu, da ju postavijo vzporedno drugo z drugo.

Slika 4. Razlaga Isingovega modela.

Predpostavlja se, da je energija interakcije puščic pozitivna. V tem primeru je z energetskega vidika ugodno, da so puščice vzporedne, tj. tako da vse puščice kažejo navzgor ali vse navzdol. Energija sistema je v tem primeru minimalna. Z energetskega vidika je to stanje najbolj ugodno. Vendar obstajata le dve tako popolnoma urejeni stanji (vse puščice so navzgor in vse puščice navzdol). V tem smislu so tako urejena stanja z entropijskega vidika povsem neugodna. Entropija "stremi" k temu, da sistem popolnoma moti

Pri visokih temperaturah zmaga entropija. V sistemu je motnja in povprečna magnetizacija je nič. (število modrih puščic je enako številu rdečih puščic). Pri nizkih temperaturah energija zmaga in v sistemu pride do spontane magnetizacije (število modrih puščic je deset, število rdečih puščic pa šestnajst).

To pomeni, da v obravnavanem sistemu obstaja temperatura, pri kateri se pojavi spontana magnetizacija v sistemu.

Obnašanje vseh sistemov v bližini točk faznega prehoda je popolnoma univerzalno. Je zelo udobno. S preučevanjem najpreprostejšega sistema (kot je Isingov model) okoli njegove kritične točke, lahko predvidimo fizikalne lastnosti kompleksnih sistemov okoli njihovih točk faznega prehoda.