Fizika: Ferromagnit-paramagnit faza o`tish temperaturasini aniqlash, Laboratoriya ishi. Ferromagnit-paramagnit faza o'tish haroratini aniqlash Ferromagnit-paramagnit fazaga o'tish.

IZVESTIYA RAS. FIZIKALIK SERIAL, 2015 yil, 79-jild, 8-son, bet. 1128-1130 yillar

UDC 537.622:538.955

FAZA O'TISHNI O'rganish

Yupqa plyonkalarda FERROMAGNETIK-PARAMAGNETIK FePt1- xRhx FAZA L10

Turli xil Rh tarkibiga ega bo'lgan FePtRh plyonkalari (FePtj _ xRhx) magnetron bilan purkash orqali olingan. FePtj _xRhx fazasi L10 ning yupqa plyonkalarida magnit tuzilishi va ferromagnit-paramagnit fazaga o'tishi Rh tarkibiga qarab o'rganildi (0< х < 0.40) в образце. Показано, что при комнатной температуре тонкие пленки FePti _ xRhx при 0 < х < 0.34 находятся в ферромагнитном состоянии с большой энергией магнитокристаллической анизотропии, тогда как при 0.34 < х < 0.4 - в парамагнитном состоянии.

DOI: 10.7868/S0367676515080335

KIRISH

Yupqa plyonkalarni yaratish bilan bog'liq magnit materiallarning ko'plab tadqiqotlari axborotni magnit yozish zichligini oshirishga qaratilgan. Qoidaga ko'ra, yozuv zichligining oshishi magnit plyonkadagi donalar - axborot tashuvchilarning hajmini minimallashtirish va bo'ylama yozuv turidan perpendikulyarga o'tish orqali erishiladi. Shu bilan birga, granulalar hajmining qisqarishi superparamagnit ta'sirning paydo bo'lishi bilan cheklanadi, bu magnit yozish zichligi oshishiga to'sqinlik qiladi. Yozish zichligini oshirishning yana bir cheklovi boncuklar orasidagi almashinuv shovqinidir. Ushbu cheklovlarni bartaraf etish uchun turli usullar qo'llaniladi, ulardan biri tuzilgan saqlash muhitidan foydalanishdir. An'anaviy magnit muhitda qayd qiluvchi qatlam ferromagnit qotishmaning tasodifiy joylashtirilgan donalaridan iborat. Strukturaviy axborot tashuvchisi bo'lsa, plyonkada magnit bo'lmagan matritsada tartibli joylashtirilgan bir xil o'lchamdagi ferromagnit granulalar yoki nanodotlar yaratiladi. Bunday holda, nuqtalarning har biri bir oz ma'lumot vazifasini bajaradi.

1 Federal davlat avtonom oliy kasbiy ta'lim muassasasi Qozon (Volga viloyati) Federal universiteti.

2 Federal davlat byudjeti instituti A.F nomidagi fizika-texnika instituti. Ioffe Rossiya Fanlar akademiyasi, Sankt-Peterburg.

3 Materialshunoslik va muhandislik kafedrasi, Akita universiteti

universitet, 1-1 Gakuen-machi, Tegata, Akita 010-8502, Yaponiya.

Filmning so'nggi o'n yilligida BeR! Li0 fazalari tadqiqotchilarning e'tiborini tortadi, chunki ular magnit kristalli anizotropiyaning yuqori energiyasiga ega (Ku ~ 7 107 erg sm-3), bu esa ulardan tuzilgan axborot tashuvchisi sifatida foydalanishni istiqbolli qiladi. Bundan tashqari, ultra yuqori zichlikdagi magnit yozish (UHDM) uchun ulardagi oson magnitlanish o'qi (c-o'qi) plyonka tekisligiga normal bo'ylab yo'naltirilgan bo'lishi kerak.

Ma'lumki, BeP plyonkalarining magnit xususiyatlarini nazorat qilish! ehtimol ularga qo'shimcha elementlarni kiritish orqali. BeR qotishmasiga rodiy (RH) qo'shilishi! magnitokristalli anizotropiya energiyasini sezilarli darajada kamaytirmasdan, nozik plyonkalarning magnit xususiyatlarini optimallashtirishga imkon beradi, bu esa ushbu kompozitsiyani tuzilgan axborot tashuvchisi sifatida ishlatishga imkon beradi.

Ushbu ishda NR (0) tarkibiga qarab FeF1 fazasi L10 yupqa plyonkalarda magnit tuzilishi va ferromagnit-paramagnit faza o'tishi o'rganildi.< х < 0.40) в образце.

1. TAJRIBA

Yupqa FeP1 plyonkalari Mg0 (100) monokristalli substratga magnetronni sepish orqali olingan. Sintezlangan plyonkalarning qalinligi 20 nm edi (1-rasm). Magnit xossalari o'ta o'tkazuvchan kvant interferometr yordamida 300 K da o'lchandi

FERROMAGNETIK-PARAMAGNETIK FAZA O'TISHNI TADQIQOTI

Fe^Pt! - xRhx)5()

Mg0(100) substrat

20 nm 0,5 mm

Guruch. 1. Yupqa namunalarning sxematik tasviri

(SQUID) va tebranish magnitometri. Sintezlangan plyonkalarning magnit tuzilishi, ya'ni qoldiq magnitlanishning yo'nalishi konversion elektron Mössbauer spektroskopiyasi (CEMS) yordamida o'rganildi. Mössbauer o'lchovlari spektrometrda o'tkazildi, unda Rh matritsasidagi 57Co gamma nurlarining manbai doimiy tezlanish bilan harakat qildi. Konvertatsiya elektronlarini ro'yxatdan o'tkazish uchun He + 5% CH4 gazlari aralashmasi bilan to'ldirilgan elektron detektor ishlatilgan, unga o'rganilayotgan namuna joylashtirilgan. Mössbauer effektini o'lchashda 57Co(Rh) manbadan gamma-nurlanish o'rganilayotgan plyonka yuzasiga perpendikulyar yo'naltirilgan. Spektrometrning tezlik shkalasi xona haroratida alfa temir folga yordamida kalibrlangan va yuqori aniqlik uchun kalibrlash lazer interferometri yordamida amalga oshirilgan. Izomer siljishlarining kattaliklari metall a-Fe ga nisbatan aniqlangan. Myossbauer spektrlariga matematik ishlov berish maxsus dastur yordamida amalga oshirildi, bu esa Myossbauerning eksperimental spektrlaridan spektral chiziqlarning joylashuvi, amplitudasi va kengligini aniqlash imkonini berdi. Keyinchalik, olingan ma'lumotlarga asoslanib, temir ionlarining yadrolaridagi samarali magnit maydonlar (Hhf), to'rt kutupli bo'linishlar (QS) va kimyoviy siljishlar (CS) hisoblab chiqilgan.

2. NATIJALAR VA ULARNING MUHOKAMASI

Shaklda. 2-rasmda o'rganilgan FePt1-xRhx namunalarining FEM spektrlari ko'rsatilgan. X = 0 da FePtx_xRhx spektrida, yuqori nozik maydonda Zeeman bo'linishining 2 va 5-chi chiziqlari yo'q, bu magnit momentlarning plyonka yuzasiga perpendikulyar yo'nalishini ko'rsatadi. Samarali magnit maydonning bunday yo'nalishi magnit-kristalli anizotropiyaning oson o'qi plyonka yuzasiga perpendikulyar degan xulosaga kelishimizga imkon beradi. Chiziqni ayirish

x = 0,30 ■ .. .-w^

6 -4 -2 0 2 4 6 Tezlik, mm ■ s-1

Guruch. 2. FePtj _ yupqa plyonkalarning Mössbauer spektrlari

Zeemanning FeP1 spektridan ajralishi shuni ko'rsatadiki, "nol" tezliklar mintaqasida paramagnit fazada temir ionlariga tegishli chiziqlar yo'q, bu namunadagi barcha Fe ionlari magnit tartiblangan holatda ekanligini anglatadi.

FeP^xRNRx plyonkalari tarkibida NR kontsentratsiyasining oshishi bilan samarali magnit maydonlarining bosqichma-bosqich kamayishi kuzatiladi va x = 0,4 da Zeemanning bo'linish chiziqlari singlga "yiqilib tushadi". Yadroviy nurlanish kontsentratsiyasi ortib borishi bilan namunalar spektrlarining bunday o'zgarishi FeP1Ri tizimining o'lchovlarning xona haroratida ferromagnit holatidan paramagnit holatiga o'tishi bilan bog'liq. Bu o'tish P ionlarini rodiy ionlari bilan almashtirish va paramagnit klasterlarning paydo bo'lishi tufayli sodir bo'ladi. Yadro radiatsiyasining kontsentratsiyasi ortib borishi bilan bu klasterlar soni ortadi, natijada namunaning paramagnit holatiga yakuniy o'tishiga olib keladi (3-rasm). FEM spektrlari ma'lumotlari to'yingan magnitlanish (M) tadqiqotlari natijalari bilan tasdiqlangan

filmlar FePtt _ xRhx.

VALIULLIN va boshqalar.

Paramagnit faza

Ferromagnit faza

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30

Ms, erg ■ Gs 1500

Guruch. 3. Fe50(P1:1 _ xKIx)50 yupqa plyonkalardagi yadro nurlanishining konsentratsiyasiga qarab ferromagnit fazaning nisbiy tarkibi (ferromagnit va paramagnit fazalarning Mössbauer subspektralarining nisbiy sohalari bilan aniqlanadi).

rasmda mi. 4. Rasmda ko'rsatilgandek, x ortishi bilan M ning monotonik pasayishi kuzatiladi.

Magnitronli purkash usulidan foydalanib, NR (FeP^ _ xRbx) ning turli xil tarkibiga ega bo'lgan 20 nm qalinlikdagi FePIR plyonkalari olindi, bu erda x 0 dan 0,4 gacha o'zgarib turadi. Aniqlanganki, x = 0 da plyonka xona haroratida ferromagnit bo'lib, magnit kristalli anizotropiyaning oson o'qi plyonka yuzasiga perpendikulyar yo'naltirilgan. Xona haroratida FeP^ xRiH dagi ferromagnit tartib rodyum tarkibi x oralig'ida saqlanadi.< 0.32 с сохранением большой энергией магнитокристаллической анизотропии и обусловленной ею перпендикулярной ориентацией намагниченности. В изученном интервале 0.34 < х < 0.4 пленка БеР^ _ хКЬх находится в парамагнитном состоянии. Намагниченность насыщения для 0 < х < 0.32 находится в интервале 1000 >M > 500 erg ■ Gs-1 ■ sm-3.

Ish Rossiya fundamental tadqiqotlar jamg'armasining moliyaviy ko'magi (14-02-91151-sonli grant) va qisman amalga oshirildi.

J_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_I_Men

Guruch. 4. RR kontsentratsiyasiga qarab Fe50(P111 _ xRAIx)50 yupqa plyonkalarda 300 K haroratda o'lchangan to'yingan magnitlanish (Ma).

Rossiya Federatsiyasi Ta'lim va fan vazirligi tomonidan moliyalashtiriladigan Qozon federal universitetining raqobatbardoshligini oshirish dasturini qo'llab-quvvatlash.

ADABIYOTLAR RO'YXATI

1. Kryder M.H., Gage E.C., McDaniel T.W., Challener W.A., Rottmayer R.E., Ju G, Hsia Y, Erden M.F. //Proc. IEEE. 2008. V. 96. No 11. P. 1810.

2. Yuasa S., Miyajima X., Otani Y. // J. Fizika. Soc. Jpn. 1994. V. 63. B. 3129.

3. Hasegawa T., Miyahara J., Narisawa T., Ishio S., Yamane X., Kondo Y., Ariake J., Mitani S., Sakuraba Y., Takanashi K. // J. Appl. fizika. 2009. V. 106. P. 103928.

4. Ivanov O.A., Solina L.V., Demshina V.A., Magat L.M. // FMM. 1973. T. 35. B. 92.

5. Kamzin A.S., Grigoryev L.A. // ZhTFga xatlar. 1990. T. 16. No 16. 38-bet.

6. Xu D., Sun C., Chen J., Chjou T., Heald S.M., Bergman A., Sanyal B., Chow G.M. // J. Ilova. fizika. 2014. V. 116. P. 143902.

Ushbu maqolani o'qishni davom ettirish uchun siz to'liq matnni sotib olishingiz kerak. Maqolalar formatda yuboriladi PDF to'lov paytida ko'rsatilgan elektron pochta manziliga. Yetkazib berish muddati 10 daqiqadan kam

KARAMAN I., KIREEVA I.V., KRETININA I.V., KUSTOV S.B., PICORNELL K., POBEDERENNAYA Z.V., Pons J., CESARI E., CHUMLYAKOV Y.I. - 2010 yil

Kirish Ko'p sonli o'zaro ta'sir qiluvchi zarrachalardan tashkil topgan tizimlarni o'rganish zamonaviy fizikaning eng muhim muammolaridan biridir.Eng qiziqarlisi ma'lum turdagi tartib sodir bo'lganda moddalarning termodinamik harakatidir. Bu tartiblanish ma'lum bir haroratda sodir bo'ladi va o'tish juda tor harorat oralig'ida sodir bo'ladi va fazali o'tish (moddaning bir fazadan ikkinchisiga o'tishi) deb ataladi.Tartiblash bilan bog'liq fazali o'tishlar turli fizik tizimlarda sodir bo'ladi: binar qotishmalar , ferromagnitlar va antiferromagnitlar, ferroelektriklarda dipol momentlarda, oʻta oʻtkazgichlarda elektronlar, oʻta suyuqlik holatidagi geliyda va boshqalar. 2

Tasniflash Makroskopik (termodinamik) tizimlarning xatti-harakatlarida fazaviy o'tish nuqtalari alohida qiziqish uyg'otadi, chunki ularda tizimning xususiyatlari keskin o'zgaradi. Ikkita variant mavjud: Birinchi holat - fazalarni ajratish - birinchi darajali fazaga o'tish. Yangi fazaning paydo bo'lishi sirt energiyasining paydo bo'lishiga olib kelganligi sababli, kichik hajmli yadrolar energetik jihatdan noqulay, etarlicha katta yadrolar esa faqat tebranishlar tufayli paydo bo'lishi mumkin. Bunday o`tish turiga fazaviy ajralish misol bo`la oladi (bug` - suyuqlik, suyuqlik - qattiq, bug` - qattiq).Ikkinchi holatda yangi xossalarning paydo bo`lishi sirt energiyasi bilan bog`liq emas. Bunday fazali o'tishlar ikkinchi darajali fazali o'tishlar deb ataladi, ular odatda holat simmetriyasining o'zgarishi bilan birga keladi. Ushbu turdagi o'tishlarga misollar: ma'lum bir haroratda kristallardagi strukturaviy o'zgarishlar; qotishmalarda tartib-tartibsizlik o'tishlari; Spin tizimlarida va ferromagnit metallar va qotishmalarda ferromagnit-paramagnit o'tishlar; o'ta o'tkazuvchanlik va o'ta suyuqlikning ko'rinishi 3

Buyurtma parametri Har bir fazaga o'tish uchun tartib parametri tushunchasi mavjud bo'lib, uning tartiblangan fazadagi nolga teng bo'lmagan o'rtacha qiymati ferromagnit simmetriyasini buzadi.Buyurtma parametri o'rtacha magnitlanishdir. Simmetriya o'z-o'zidan buziladigan va tartib parametri nolga aylanadigan chegara harorati 4 kritik harorat deb ataladi.

Tartib parametri Agar tartib parametri T=T c da muammosiz yo'qolib ketsa (lekin tebranishlar tufayli cheksiz hosila bilan), u holda bu ikkinchi tartibli fazali o'tishdir.Agar tartib parametrining fazaga o'tish mintaqasi yaqinidagi bog'liqligi noaniq bo'lsa, u holda Tizimda fazalarni ajratish majburiy ravishda kuzatiladi va bu birinchi tartibli o'tishdir.Fazaviy o'tishlar nazariyasi zarrachalarning o'zaro ta'siri tufayli yuzaga keladigan tartibli maydon g'oyasiga asoslanadi. Agar bu maydon o'rtacha maydon 5 ga teng deb hisoblansa, nazariya eng oddiy

Magnit moment Moddalarning magnit xossalarining sababi elektronga yoki elektron lokalizatsiya qilingan panjara joyiga bog'liq bo'lgan magnit moment, odatda elektron yopiq traektoriyalar bo'ylab harakat qilganda sodir bo'ladi.Magnit xususiyatlariga ko'ra moddalarning quyidagi tasnifi. xossalari qabul qilinadi: 1) paramagnit materiallar: >1 magnit maydon ichida kuchayadi; 2) diamagnit materiallar: 1 ichidagi magnit maydon kuchayadi; 2) diamagnit materiallar: ">

Vayss yaqinlashuvi Magnit momentlar bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilsin: Tanlangan magnit momentga ta'sir qiluvchi maydon: Samarali maydon: Vayss molekulyar maydonining yaqinlashuvi i-tugundagi haqiqiy umumiy maydon o'rtacha maydonga to'g'ri keladi va unga bog'liq emas degan farazdan iborat. i-chi orqa tomonning orientatsiyasi 9

Ayirboshlash o'zaro ta'siri Magnit momentlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir tabiatan sof kvantga ega - bu almashinish o'zaro ta'siri deb ataladi.Bir xil kvant zarralari ansambli uchun bir xillik printsipi qondirilishi kerak - ular noaniqlik printsipi tufayli farqlanmasligi kerak. Agar faqat ikkita zarra bo'lsa, u holda ikkala zarrachani oddiygina qayta joylashtirish orqali bir-biridan olingan tizim holatlari fizik jihatdan to'liq ekvivalent bo'lishi kerak. Bu shuni anglatadiki, bunday qayta tartibga solish natijasida tizimning to'lqin funktsiyasi faqat ahamiyatsiz faza omili bilan o'zgarishi mumkin. Shuning uchun faqat ikkita imkoniyat mavjud: to'lqin funksiyasi nosimmetrik (bu Bose statistikasi) yoki antisimmetrik (bu Fermi statistikasi) 11

Almashinuv o'zaro ta'siri Endi kvant statistikasiga ega bo'lgan va birinchi taxminga ko'ra o'zaro ta'sir qilmaydigan ikkita ajratilgan zarrachalarni ko'rib chiqamiz.Tizimning to'liq to'lqin funksiyasi: Bozonlar + belgisiga, fermionlar esa - simmetrik va antisimmetrik vaziyatlarni amalga oshiradi.A. Spin komponentini hisobga olgan holda kristall panjara sohasida lokalizatsiya qilingan elektronlar tizimi: Antisimmetrik holat - simmetrik spin komponentiga, simmetrik holat + esa antisimmetrik spin komponentiga 12 mos kelishi kerak.

Almashinuv integralini baholash J 12 >0 bo'lganda, spinlar J 12 bo'lsa, parallel ravishda to'g'ri kelishi foydalidir. J 12 "> 0 bo'lsa, 0 spinning parallel bo'lishi foydalidir, agar J 12 "> 0 bo'lsa, spinlar parallel bo'lishi foydalidir, agar J 12 " title="(!LANG) bo'lsa, spinlar parallel bo'lishi foydali :Almashinuv integralini baholash J 12 >0 spin bo'lsa, J 12 bo'lsa, parallel qatorga joylashish foydalidir."> title="Almashinuv integralini baholash J 12 >0 bo'lganda, spinlar J 12 bo'lsa, parallel ravishda to'g'ri kelishi foydalidir."> !}

- magnit maydon bilan o'zaro ta'sir qiluvchi, uning o'zgarishida, shuningdek, boshqa fizik hodisalarda ifodalangan materiallar - fizik o'lchamlarning o'zgarishi, harorat, o'tkazuvchanlik, elektr potentsialining paydo bo'lishi va boshqalar. Shu ma'noda deyarli barcha moddalar magnit deb hisoblanadi ( Ulardan qaysi biri aniq nolga teng bo'lmagan magnit sezuvchanlikka ega bo'lganligi sababli, ularning aksariyati diamagnit materiallar (kichik manfiy magnit sezgirlikka ega - va magnit maydonni biroz zaiflashtiradigan) yoki paramagnit materiallar (kichik musbat magnit sezgirlikka ega) sinflariga kiradi. - va magnit maydonni biroz kuchaytiradi); Ferromagnitlar kamroq uchraydi (kattaroq musbat magnit sezuvchanlikka ega - va magnit maydonni sezilarli darajada kuchaytiradi), ulardagi magnit maydonning ta'siriga nisbatan kamroq toifadagi moddalar haqida.

Magnit materiallarning tasnifi va ularga qo'yiladigan talablar
Magnit moddalar yoki magnitlar magnit xususiyatlarga ega bo'lgan moddalardir. Magnit xususiyatlar moddaning magnit momentni olish qobiliyatini anglatadi, ya'ni. magnit maydon ta'sirida magnitlangan bo'ladi. Shu ma'noda tabiatdagi barcha moddalar magnitdir, chunki magnit maydon ta'sirida ular ma'lum bir magnit momentga ega bo'ladilar. Bu hosil bo'lgan makroskopik magnit moment M elementar magnit momentlari mi - berilgan moddaning atomlari yig'indisidir.

Elementar magnit momentlar magnit maydon tomonidan induktsiya qilinishi yoki magnit maydon qo'llanilishidan oldin moddada mavjud bo'lishi mumkin; ikkinchi holda, magnit maydon ularning imtiyozli yo'nalishini keltirib chiqaradi.
Turli materiallarning magnit xossalari atomlardagi elektronlarning harakati, shuningdek, elektronlar va atomlarning doimiy magnit momentlariga ega ekanligi bilan izohlanadi.
Elektronlarning atom yadrolari atrofida aylanish harakati ma'lum bir elektr toki zanjirining ta'siriga o'xshaydi va magnit maydon hosil qiladi, bu etarli masofada magnit momentga ega bo'lgan magnit dipolning maydoni sifatida namoyon bo'ladi, uning qiymati quyidagicha aniqlanadi. oqimning mahsuloti va oqim atrofidagi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan maydoni. Magnit moment vektor miqdori bo'lib, janubiy qutbdan shimolga yo'naltirilgan. Ushbu magnit moment orbital deb ataladi.

Elektronning o'zi magnit momentga ega bo'lib, u spin magnit momenti deb ataladi.
Atom murakkab magnit tizim bo'lib, uning magnit momenti elektronlar, protonlar va neytronlarning barcha magnit momentlari natijasidir. Proton va neytronlarning magnit momentlari elektronlarning magnit momentlaridan sezilarli darajada kichik bo'lgani uchun atomlarning magnit xossalari asosan elektronlarning magnit momentlari bilan belgilanadi. Texnik ahamiyatga ega bo'lgan materiallarda bu birinchi navbatda spin magnit momentlari.
Atomning hosil bo'lgan magnit momenti atomlarning elektron qobig'idagi alohida elektronlarning orbital va spin magnit momentlarining vektor yig'indisi bilan aniqlanadi. Ushbu ikki turdagi magnit momentlar qisman yoki to'liq o'zaro kompensatsiyalanishi mumkin.

Magnit xususiyatlariga ko'ra, materiallar quyidagi guruhlarga bo'linadi:
a) diamagnit (diamagnetlar),
b) paramagnit (paramagnit),
c) ferromagnit (ferromagnitlar),
d) antiferromagnit (antiferromagnitlar),
e) ferrimagnetik (ferrimagnets),
f) metamagnit (metamagnit).

A) Diamagnetlar
Diamagnetizm moddaning unga ta'sir qiluvchi tashqi magnit maydon yo'nalishiga qarab magnitlanishida namoyon bo'ladi.
Diamagnetizm barcha moddalarga xosdir. Jism magnit maydonga kiritilganda, uning har bir atomining elektron qobig'ida elektromagnit induksiya qonuni tufayli induktsiyalangan aylana oqimlari paydo bo'ladi, ya'ni elektronlarning magnit maydon yo'nalishi bo'ylab qo'shimcha aylanma harakati. Ushbu oqimlar har bir atomda Lenz qoidasiga ko'ra tashqi magnit maydonga yo'naltirilgan induksiyalangan magnit momentni hosil qiladi (atomning dastlab o'z magnit momentiga ega yoki yo'qligi va qanday yo'naltirilganligidan qat'i nazar). Sof diamagnit moddalarda atomlarning (molekulalarning) elektron qobiqlari doimiy magnit momentga ega emas. Bunday atomlardagi alohida elektronlar tomonidan yaratilgan magnit momentlar tashqi magnit maydon bo'lmaganda o'zaro kompensatsiyalanadi. Xususan, bu inert gazlar atomlarida, vodorod va azot molekulalarida to'liq to'ldirilgan elektron qobiqli atomlar, ionlar va molekulalarda sodir bo'ladi.

Yagona magnit maydondagi diamagnit materialning cho'zilgan namunasi maydon chiziqlariga perpendikulyar yo'naltirilgan (maydon kuchi vektori). U bir xil bo'lmagan magnit maydondan maydon kuchini pasaytirish yo'nalishi bo'yicha suriladi.

1 mol diamagnit modda tomonidan olingan induktsiyalangan magnit moment I tashqi maydon kuchi H ga proportsionaldir, ya'ni. I=cN. ch koeffitsienti molyar diamagnit sezuvchanlik deb ataladi va manfiy belgiga ega (chunki I va H bir-biriga yo'naltirilgan). Odatda ch ning mutlaq qiymati kichik (~10-6), masalan, 1 mol geliy uchun ch = -1,9·10-6.

Klassik diamagnetlar inert gazlar (He, Ne, Ar, Kr va Xe) deb ataladi, ularning atomlari yopiq tashqi elektron qobiqlarga ega.

Diamagnetlarga shuningdek: suyuq va kristall holatdagi inert gazlar; inert gazlar atomlariga o'xshash ionlarni o'z ichiga olgan birikmalar (Li+, Be2+, Al3+, O2- va boshqalar); gazsimon, suyuq va qattiq holatda galogenlar; ba'zi metallar (Zn, Au, Hg va boshqalar). Diamagnets, aniqrog'i superdiamagnets, chD = - (1/4) ≈ 0,1 bo'lgan supero'tkazgichlar; ularda diamagnit effekt (tashqi magnit maydonni tashqariga chiqarish) sirt makroskopik oqimlari tufayli yuzaga keladi. Diamagnitlarga ko'p miqdordagi organik moddalar kiradi va ko'p atomli birikmalar, ayniqsa tsiklik (aromatik va boshqalar) uchun magnit sezgirlik anizotropdir (6.1-jadval).

6.1-jadval - Bir qator materiallarning diamagnetik sezgirligi

B) Paramagnetlar
Paramagnetizm - bu tashqi magnit maydon yo'nalishi bo'yicha magnitlanishi kerak bo'lgan moddalarning (paramagnitlarning) xossasi va ferro-, ferri- va antiferromagnetizmdan farqli o'laroq, paramagnetizm magnit atom tuzilishi bilan bog'liq emas va tashqi magnit bo'lmaganda. maydon, paramagnetning magnitlanishi nolga teng.

Paramagnetizm, asosan, tashqi magnit maydon H ta'sirida paramagnit moddaning zarrachalarining (atomlar, ionlar, molekulalar) µ ichki magnit momentlarining orientatsiyasi tufayli yuzaga keladi. Ushbu momentlarning tabiati elektronlarning orbital harakati, ularning spini, shuningdek (kamroq darajada) atom yadrolarining spini bilan bog'liq bo'lishi mumkin. µH « kT da, bu erda T - mutlaq harorat, paramagnit M ning magnitlanishi tashqi maydonga mutanosibdir: M = chH, bu erda ch - magnit sezgirlik. Diamagnetizmdan farqli o'laroq, buning uchun ch< 0, при парамагнетизме восприимчивость положительна; её типичная величина при комнатной температуре (Т ≈ 293 К) составляет 10-7 – 10-4.

Paramagnetik - paramagnetizm ustunligi va magnit atom tartibining yo'qligi bilan magnit. Paramagnet tashqi magnit maydon yo'nalishi bo'yicha magnitlangan, ya'ni. juda past bo'lmagan haroratda (ya'ni, magnit to'yinganlik sharoitidan uzoqda) zaif maydonda maydon kuchiga bog'liq bo'lmagan ijobiy magnit sezgirlikka ega. Magnit maydonda paramagnitning erkin energiyasi pasayganligi sababli, maydon gradienti mavjud bo'lganda u magnit maydon kuchi yuqori bo'lgan mintaqaga tortiladi. Diamagnetizm raqobati va uzoq masofali magnit tartib yoki o'ta o'tkazuvchanlikning paydo bo'lishi materiyaning paramagnit holatida mavjudligi hududini cheklaydi.

Paramagnit material quyidagi turdagi paramagnit tashuvchilarning kamida bittasini o'z ichiga oladi.

A) Erdagi kompensatsiyalanmagan magnit momentlari yoki qo'zg'alish energiyasi Ei bo'lgan qo'zg'aluvchan holatlarga ega bo'lgan atomlar, molekulalar yoki ionlar.<< kТ. Парамагнетики этого типа обладают ориентацией ланжевеновским парамагнетизмом, зависящим от температуры Т по Кюри закону или Кюри – Вейса закону, в них возможно магнитное упорядочение. [Похожий по проявлениям магнетизм неоднородных систем малых ферро- или ферримагнитных однодоменных частиц (кластеров) в жидкостях или твердых матрицах выделен в особый вид – суперпарамагнетизм].

Ushbu turdagi tashuvchi toq valentlikdagi juft metallarda (Na, Tl) mavjud; O2 va NO molekulalarining gazida; erkin radikallar bilan ba'zi organik molekulalarda; 3d-, 4f- va 5f-elementlarning tuzlari, oksidlari va boshqa dielektrik birikmalarida; eng nodir yer metallarida.

B) qo'zg'alish energiyasi Ei bo'lgan qo'zg'aluvchan holatda orbital magnit momentga ega bo'lgan bir xil zarralar.<< kТ. Для таких парамагнетиков характерен не зависящий от температуры поляризационный парамагнетизм.

Ushbu turdagi paramagnetizm tashuvchilari d- va f-elementlarning ayrim birikmalarida (Sm va Eu tuzlari va boshqalar) namoyon bo'ladi.

B) Qisman to'ldirilgan energiya zonalarida yig'ilgan elektronlar. Ular haroratga nisbatan zaif bog'liq bo'lgan va, qoida tariqasida, elektron-elektron o'zaro ta'sirida kuchaygan spin Pauli paramagnetizmi bilan tavsiflanadi. D-bandlarda spin paramagnetizmi sezilarli Van Vlek paramagnetizmi bilan birga keladi.

Ushbu turdagi tashuvchilar ishqoriy va gidroksidi tuproq metallari, d-metallar va ularning intermetal birikmalari, aktinidlar, shuningdek, yuqori o'tkazuvchan radikal ionli organik tuzlarda ustunlik qiladi.

P/S materiallari wikidan
Paramagnit moddalar - bu tashqi magnit maydonda tashqi magnit maydon (JH) yo'nalishi bo'yicha magnitlangan va musbat magnit sezgirlikka ega bo'lgan moddalardir. Paramagnetlar zaif magnit moddalarga tegishli, magnit o'tkazuvchanligi u > ~ 1 birlikdan bir oz farq qiladi.
"Paramagnetizm" atamasi 1845 yilda Maykl Faraday tomonidan kiritilgan bo'lib, u barcha moddalarni (ferromagnitdan tashqari) dia- va paramagnitlarga bo'lgan.
Paramagnit materialning atomlari (molekulalari yoki ionlari) o'zlarining magnit momentlariga ega bo'lib, ular tashqi maydonlar ta'sirida maydon bo'ylab yo'naltiriladi va shu bilan tashqi tomondan oshib ketadigan maydon hosil qiladi. Paramagnit moddalar magnit maydonga tortiladi. Tashqi magnit maydon bo'lmaganda, paramagnit material magnitlanmaydi, chunki termal harakat tufayli atomlarning ichki magnit momentlari butunlay tasodifiy yo'naltiriladi.
Paramagnit materiallarga alyuminiy (Al), platina (Pt), boshqa ko'plab metallar (ishqoriy va ishqoriy tuproq metallari, shuningdek, bu metallarning qotishmalari), kislorod (O2), azot oksidi (NO), marganets oksidi (MnO), temir xlorid (FeCl3) va boshqalar.
Ferro- va antiferromagnit moddalar mos ravishda Kyuri yoki Neel haroratidan (paramagnit holatga o'tish fazasi harorati) yuqori haroratlarda paramagnit bo'ladi.

B) Ferromagnitlar

Ferromagnitlar- ma'lum bir kritik haroratdan (Kyuri nuqtasi) pastroqda, atomlar yoki ionlarning (metall bo'lmagan kristallarda) magnit momentlarida uzoq masofali ferromagnit tartib o'rnatiladigan moddalar (odatda qattiq kristalli yoki amorf holatda); sayr qiluvchi elektronlar momentlari (metall kristallarda). Boshqacha qilib aytganda, ferromagnit - bu (Kyuri nuqtasidan past haroratda) tashqi magnit maydon bo'lmaganda magnitlanishga qodir bo'lgan moddadir.

Ferromagnitlarning xossalari
1. Ferromagnitlarning magnit sezuvchanligi ijobiy va birlikdan sezilarli darajada kattaroqdir.
2. Juda yuqori bo'lmagan haroratlarda ferromagnitlar o'z-o'zidan (spontan) magnitlanishga ega bo'lib, ular tashqi ta'sirlar ta'sirida juda o'zgaradi.
3. Ferromagnitlar histerezis hodisasi bilan tavsiflanadi.
4. Ferromagnitlar magnit tomonidan tortiladi.

Paramagnit moddalarga tashqi magnit maydon bo'lmaganda atomlar yoki molekulalarning magnit momenti nolga teng bo'lmagan moddalar kiradi:

Shuning uchun, paramagnetlar tashqi magnit maydonga kiritilganda, maydon yo'nalishi bo'yicha magnitlanadi. Tashqi magnit maydon bo'lmaganda, paramagnet magnitlanmaydi, chunki termal harakat tufayli atomlarning barcha magnit momentlari tasodifiy yo'naltirilgan va shuning uchun magnitlanish nolga teng (2.7-rasm a). Paramagnit modda tashqi magnit maydonga kiritilganda, atomlarning magnit momentlarining maydon bo'ylab imtiyozli yo'nalishi o'rnatiladi (2.7-rasm, b). To'liq orientatsiya momentlarni tarqatishga moyil bo'lgan atomlarning issiqlik harakati bilan to'sqinlik qiladi. Ushbu imtiyozli yo'nalish natijasida paramagnit magnitlangan bo'lib, o'zining magnit maydonini yaratadi, bu tashqi tomonga o'rnatilgan va uni mustahkamlaydi. Bu ta'sir paramagnit effekt yoki paramagnetizm deb ataladi.

2.7-rasm. Paramagnit

maydon(lar)ning yo'qligi va in

tashqi magnit maydon (b)

Paramagnit materiallar, shuningdek, barcha moddalarda bo'lgani kabi, Larmor presessiyasi va diamagnit ta'sirini ham namoyish etadi. Ammo diamagnit ta'sir paramagnitga qaraganda zaifroq va u tomonidan bostiriladi va ko'rinmas qoladi. Paramagnetlar uchun ch ham kichik, ammo ijobiy, ~10 tartibida -7 –10 -4 , bu m ning birdan bir oz katta ekanligini bildiradi.

Xuddi diamagnit materiallarda bo'lgani kabi, paramagnit materiallarning magnit sezuvchanligining tashqi maydonga bog'liqligi chiziqli ( 5.8-rasm).

Maydon bo'ylab magnit momentlarning imtiyozli yo'nalishi haroratga bog'liq. Harorat oshishi bilan atomlarning termal harakati kuchayadi, shuning uchun bir yo'nalishda orientatsiya qiyinlashadi va magnitlanish kamayadi. Frantsuz fizigi P.Kyuri quyidagi qonuniyatni o'rnatdi: bu erda C - moddaning turiga qarab Kyuri doimiysi. Paramagnetizmning klassik nazariyasi 1905 yilda P. Langevin tomonidan ishlab chiqilgan.

2.10 Ferromagnetizm. Ferromagnitlar. Ferromagnitlarning domen tuzilishi.

.7. Ferromagnetizm. Ferromagnitlar. @

Ferromagnitlar tashqi magnit maydon bo'lmaganda o'z-o'zidan magnitlanishga ega bo'lgan qattiq kristall moddalardir. .Bunday moddalarning atomlari (molekulalari) nolga teng bo'lmagan magnit momentga ega. Tashqi maydon bo'lmasa, katta hududlar ichidagi magnit momentlar xuddi shunday yo'naltiriladi (bu haqda keyinroq). Kuchsiz magnit dia- va paramagnitlardan farqli o'laroq, ferromagnitlar yuqori magnitli moddalardir. Ularning ichki magnit maydoni tashqi magnitdan yuzlab va minglab marta katta bo'lishi mumkin. Ferromagnitlar uchun ch va m musbat va juda katta qiymatlarga erishishi mumkin, ~10 3 . Faqat ferromagnitlar doimiy magnit bo'lishi mumkin.

Nima uchun ferromagnit jismlar bunday kuchli magnitlanishni namoyon qiladi? Nima uchun ulardagi issiqlik harakati magnit momentlarni tartibga solishda tartibni o'rnatishga xalaqit bermaydi? Bu savolga javob berish uchun keling, ferromagnitlarning ba'zi muhim xususiyatlarini ko'rib chiqaylik.

Agar asosiy magnitlanish egri chizig'ini (B, H) koordinatalarda tasvirlasak (2.10-rasm, egri chiziq 0-1), biz biroz boshqacha rasmga ega bo'lamiz: chunki , keyin J us qiymatiga erishilganda, magnit induksiya o'sishda davom etadi. chiziqli o'sish bilan birga:

= m 0 + const, const = m 0 J us.

Ferromagnitlar hodisa bilan tavsiflanadi histerezis(yunoncha histerezisdan - kechikish, kechikish).

Biz tananing magnitlanishini to'yingan holatga keltiramiz, tashqi maydon kuchini oshiramiz (2.10-rasm, 1-band), keyin esa H ni kamaytiramiz. Bu holda, qaramlik B (H) 0-1 asl egri chizig'iga emas. , lekin yangi egri chiziq 1-2. Voltaj nolga tushganda, moddaning magnitlanishi va magnit induktsiya yo'qoladi. N=0 da magnit induksiyasi nolga teng bo'lmagan qiymatga ega V ost, bu deyiladi qoldiq induksiya. B ostga mos keladigan magnitlanish J ost deyiladi qoldiq magnitlanish, va ferromagnit doimiy magnitning xususiyatlarini oladi. V ost va J ost faqat asl maydonga qarama-qarshi bo'lgan maydon ta'sirida nolga aylanadi. Qoldiq magnitlanish va induksiya yo'qolgan maydon kuchi H c qiymati deyiladi majburlash kuchi(lotin tilidan coercitio - ushlab turish). O'zgaruvchan magnit maydon bilan ferromagnitga ta'sir qilishni davom ettirib, biz 1-2-3-4-1 egri chizig'ini olamiz. histerezis halqasi. Bunday holda, tananing reaktsiyasi (B yoki J) uni keltirib chiqaradigan sabablardan (H) orqada qolganga o'xshaydi.

Qoldiq magnitlanishning mavjudligi doimiy magnitlarni ishlab chiqarish imkonini beradi, chunki Bres ≠ 0 bo'lgan ferromagnitlar doimiy magnit momentga ega va ularni o'rab turgan bo'shliqda doimiy magnit maydon hosil qiladi. Bunday magnit o'z xususiyatlarini yaxshiroq saqlaydi, u ishlab chiqarilgan materialning majburlash kuchi qanchalik katta bo'lsa. Magnit materiallar odatda Hc qiymatiga ko'ra bo'linadi magnit jihatdan yumshoq(ya'ni, 10 -2 A / m gacha bo'lgan past H bilan va shunga mos ravishda tor histerezis halqasi bilan) va magnit jihatdan qattiq(H ~ 10 5 A / m va keng histerezisli pastadir). Transformatorlarni ishlab chiqarish uchun yumshoq magnit materiallar talab qilinadi, ularning yadrolari doimiy ravishda o'zgaruvchan tok bilan qayta magnitlanadi. Transformator yadrosi katta histerisisga ega bo'lsa, u magnitlanishning teskari o'zgarishi paytida qizib ketadi, bu esa energiyani isrof qiladi. Shuning uchun transformatorlar iloji boricha histerezsiz materiallarni talab qiladi. Tor histerezis halqali ferromagnitlarga temirning nikel yoki temirning nikel va molibden bilan qotishmalari (permalloy va supermalloy) kiradi.

Doimiy magnitlarni tayyorlash uchun magnit qattiq materiallar (jumladan, uglerod, volfram, xrom va alyuminiy-nikel po'latlari) ishlatiladi.

Qoldiq doimiy magnitlanish, agar ferromagnit kuchli magnit maydonlar, yuqori haroratlar va deformatsiyaga ta'sir qilmasa, abadiy mavjud bo'ladi. Magnit lentalarda yozilgan barcha ma'lumotlar - musiqadan tortib video dasturlarigacha - bu jismoniy hodisa tufayli saqlanadi.

Ferromagnitlarning muhim xususiyati magnit o'tkazuvchanlik va magnit sezuvchanlikning ulkan qiymatlari. Masalan, temir uchun m max ≈ 5000, permalloy uchun - 100000, supermalloy uchun - 900000. Ferromagnitlar uchun magnit sezuvchanlik va magnit o'tkazuvchanlik qiymatlari magnit maydon kuchining H funktsiyalari (2.11-rasm). Maydon kuchi ortib borishi bilan m ning qiymati avval tezda m max ga oshadi, keyin esa kamayadi va juda kuchli maydonlarda m=1 qiymatiga yaqinlashadi. Shuning uchun, ferromagnit moddalar uchun B = m m 0 H formulasi o'z kuchini saqlab qolsa-da, B va H o'rtasidagi chiziqli munosabatlar buziladi.

Ikkinchi magnitomexanik ta'sir Villari effekti– jismni silkitganda yoki deformatsiyalanganda qoldiq magnitlanishining o‘zgarishi va hatto yo‘qolishi (1865-yilda E.Villari tomonidan kashf etilgan). Shuning uchun doimiy magnitlar zarbadan himoyalangan bo'lishi kerak.

Isitish deformatsiyaga o'xshash tarzda ferromagnitlarga ta'sir qiladi. Haroratning oshishi bilan qoldiq magnitlanish dastlab zaif pasaya boshlaydi, so'ngra har bir ferromagnitning ma'lum darajada yuqori harorat xarakteristikasiga erishgandan so'ng, magnitlanishning keskin pasayishi nolga tushadi. Keyin tana paramagnitga aylanadi. Xususiyatlarning bunday o'zgarishi sodir bo'ladigan harorat deyiladi Kyuri nuqtasi, uni kashf etgan P.Kyuri sharafiga. Temir uchun Kyuri nuqtasi 770ºC, kobalt uchun - 1130ºC, nikel uchun - 358ºC, gadoliniy uchun - 16ºC. Bu o'tish issiqlikning chiqishi yoki yutilishi bilan birga kelmaydi va ikkinchi darajali fazali o'tishdir. Bu hodisalarning barchasi ferromagnitlarning tuzilishini ko'rib chiqishda o'z izohini topadi.

Magnit xossalariga ko'ra barcha moddalar kuchsiz magnit va kuchli magnitga bo'linadi. Bundan tashqari, magnitlar magnitlanish mexanizmiga qarab tasniflanadi.

Diamagnetlar

Diamagnetlar zaif magnit moddalarga kiradi. Magnit maydon bo'lmasa, ular magnitlanmaydi. Bunday moddalarda ular tashqi magnit maydonga kiritilganda molekulalar va atomlardagi elektronlarning harakati o'zgaradi, shuning uchun yo'naltirilgan doiraviy oqim hosil bo'ladi. Oqim magnit moment bilan tavsiflanadi ($p_m$):

bu erda $S$ - oqim bilan bobinning maydoni.

Tashqi maydonga qo'shimcha bo'lgan bu dumaloq oqim tomonidan yaratilgan magnit induksiya tashqi maydonga qarshi qaratilgan. Qo'shimcha maydonning qiymatini quyidagicha topish mumkin:

Har qanday modda diamagnetizmga ega.

Diamagnit materiallarning magnit o'tkazuvchanligi birlikdan juda oz farq qiladi. Qattiq jismlar va suyuqliklar uchun diamagnit sezuvchanlik taxminan $(10)^(-5) ga teng, gazlar uchun esa sezilarli darajada kamroq. Diamagnit materiallarning magnit sezgirligi haroratga bog'liq emas, bu P.Kyuri tomonidan eksperimental ravishda kashf etilgan.

Diamagnetlar "klassik", "anomal" va o'ta o'tkazgichlarga bo'linadi. Klassik diamagnit materiallar magnit sezuvchanlikka ega $\varkappa

Kuchsiz magnit maydonlarda diamagnit materiallarning magnitlanishi magnit maydon kuchiga mutanosib ($\overrightarrow(H)$):

bu yerda $\varkappa$ - muhitning (magnit) magnit sezgirligi. 1-rasmda "klassik" diamagnitning magnitlanishining kuchsiz maydonlardagi magnit maydon kuchiga bog'liqligi ko'rsatilgan.

Paramagnetlar

Paramagnit moddalar ham kuchsiz magnitli moddalar qatoriga kiradi. Paramagnit molekulalar doimiy magnit momentga ega ($\overrightarrow(p_m)$). Tashqi magnit maydondagi magnit momentning energiyasi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Minimal energiya qiymati $\overrightarrow(p_m)$ yo'nalishi $\overrightarrow(B)$ bilan mos kelganda erishiladi. Boltzman taqsimotiga muvofiq tashqi magnit maydonga paramagnit modda kiritilganda, uning molekulalarining magnit momentlarining maydon yo'nalishi bo'yicha imtiyozli yo'nalishi paydo bo'ladi. Moddaning magnitlanishi paydo bo'ladi. Qo'shimcha maydonning induktsiyasi tashqi maydon bilan mos keladi va shunga mos ravishda uni kuchaytiradi. $\overrightarrow(p_m)$ va $\overrightarrow(B)$ yo'nalishi orasidagi burchak o'zgarmaydi. Boltzman taqsimotiga muvofiq magnit momentlarni qayta yo'naltirish atomlarning bir-biri bilan to'qnashuvi va o'zaro ta'siri tufayli sodir bo'ladi. Paramagnit sezuvchanlik ($\varkappa $) Kyuri qonuniga ko'ra haroratga bog'liq:

yoki Kyuri-Veys qonuni:

Bu erda C va C" Kyuri konstantalari, $\triangle $ noldan katta yoki kichik bo'lishi mumkin bo'lgan doimiydir.

Paramagnitning magnit sezuvchanligi ($\varkappa $) noldan katta, ammo diamagnitik kabi u juda kichik.

Paramagnetlar oddiy paramagnitlarga, paramagnit metallarga va antiferromagnitlarga bo'linadi.

Paramagnit metallar uchun magnit sezuvchanlik haroratga bog'liq emas. Bu metallar zaif magnit $\varkappa \taxminan (10)^(-6).$

Paramagnit materiallarda paramagnit rezonans deb ataladigan hodisa mavjud. Faraz qilaylik, tashqi magnit maydonda bo'lgan paramagnit materialda qo'shimcha davriy magnit maydon hosil bo'ladi, bu maydonning induksiya vektori doimiy maydonning induksiya vektoriga perpendikulyar. Atom magnit momentining qo'shimcha maydon bilan o'zaro ta'siri natijasida $\overrightarrow(p_m)$ va $ orasidagi burchakni o'zgartirishga moyil bo'lgan kuch momenti ($\overrightarrow(M)$) hosil bo'ladi. \overrightarrow(B).$ Agar o'zgaruvchan magnit maydonning chastotasi va atom harakatining presessiyasi chastotasi mos kelsa, u holda o'zgaruvchan magnit maydon tomonidan yaratilgan moment $\overrightarrow(p_m)$ va $ orasidagi burchakni doimiy ravishda oshiradi. \overrightarrow(B)$ yoki kamayadi. Bu hodisa paramagnit rezonans deb ataladi.

Zaif magnit maydonlarda paramagnit materiallarda magnitlanish maydon kuchiga mutanosib bo'lib, (3) formula bilan ifodalanadi (2-rasm).

Ferromagnitlar

Ferromagnitlar yuqori magnitli moddalar sifatida tasniflanadi. Magnit o'tkazuvchanligi katta qiymatlarga etib boradigan va tashqi magnit maydonga va oldingi tarixga bog'liq bo'lgan magnitlar ferromagnitlar deb ataladi. Ferromagnitlar qoldiq magnitlanishga ega bo'lishi mumkin.

Ferromagnitlarning magnit sezgirligi tashqi magnit maydonning kuchiga bog'liq. J(H) bog'liqligi rasmda ko'rsatilgan. 3. Magnitlanishning to'yinganlik chegarasi bor ($J_(nas)$).

Magnitlanishning to'yinganlik chegarasining mavjudligi ferromagnitlarning magnitlanishiga ba'zi elementar magnit momentlarning qayta yo'naltirilganligi sabab bo'lganligini ko'rsatadi. Ferromagnitlarda histerezis hodisasi kuzatiladi (4-rasm).

Ferromagnitlar, o'z navbatida, quyidagilarga bo'linadi:

Yumshoq magnit. Magnit o'tkazuvchanligi yuqori bo'lgan, osongina magnitlangan va magnitsizlanadigan moddalar. Ular elektrotexnikada qo'llaniladi, ular o'zgaruvchan maydonlar bilan ishlaydi, masalan, transformatorlarda.
Magnit jihatdan qattiq. Magnit o'tkazuvchanligi nisbatan past bo'lgan, magnitlanishi va magnitsizlanishi qiyin moddalar. Ushbu moddalar doimiy magnitlarni yaratish uchun ishlatiladi.

1-misol

Topshiriq: Ferromagnit uchun magnitlanishning bog'liqligi rasmda ko'rsatilgan. 3. J(H). B(H) egri chizig'ini chizing. Magnit induksiya uchun to'yinganlik bormi, nima uchun?

Magnit induksiya vektori magnitlanish vektoriga quyidagi munosabat bilan bog'langanligi sababli:

\[(\overrightarrow(B)=\overrightarrow(J\ )+\mu )_0\overrightarrow(H)\ \left(1.1\o'ng),\]

u holda B(H) egri chizig'i to'yinganlikka etib bormaydi. Magnit maydon induksiyasining tashqi magnit maydon kuchiga bog'liqligi grafigi rasmda ko'rsatilganidek taqdim etilishi mumkin. 5. Bunday egri chiziq magnitlanish egri chizig'i deyiladi.

Javob: Induksiya egri chizig'i uchun to'yinganlik yo'q.

2-misol

Topshiriq: Paramagnitning magnitlanish mexanizmi qutbli dielektriklarning elektrlanish mexanizmiga o‘xshashligini bilib, $(\varkappa)$ paramagnit sezuvchanlik formulasini oling. Z o'qiga proyeksiyada molekulaning magnit momentining o'rtacha qiymati uchun formulani yozishimiz mumkin:

\[\left\langle p_(mz)\right\rangle =p_mL\left(\beta \right)\left(2.1\o'ng),\]

bu yerda $L\left(\beta \right)=cth\left(\beta \right)-\frac(1)(\beta )$ $\beta =\frac(p_mB)(kT) bilan Langevin funksiyasi. $

Yuqori haroratlarda va kichik maydonlarda biz quyidagilarni olamiz:

Shuning uchun, $\beta \ll 1$ $cth\left(\beta \right)=\frac(1)(\beta )+\frac(\beta )(3)-\frac((\beta )^3 uchun )(45)+\dots $, funktsiyani $\beta $ da chiziqli atama bilan cheklab, biz quyidagilarni olamiz:

Natijani (2.3) (2.1) ga almashtirib, biz quyidagilarni olamiz:

\[\left\langle p_(mz)\right\rangle =p_m\frac(p_mB)(3kT)=\frac((p_m)^2B)(3kT)\ \left(2.4\right).\]

Magnit maydon kuchi va magnit induksiya ($\overrightarrow(B)=\mu (\mu )_0\overrightarrow(H)$) oʻrtasidagi bogʻliqlikdan foydalanib, paramagnit materiallarning magnit oʻtkazuvchanligi birlikdan kam farq qilishini hisobga olib, yozing:

\[\left\langle p_(mz)\right\rangle =\frac((p_m)^2(\mu )_0H)(3kT)\left(2,5\o'ng).\]

Keyin magnitlanish quyidagicha ko'rinadi:

Magnitlanish moduli va kuchlanish vektor moduli o'rtasidagi bog'liqlik quyidagi shaklga ega ekanligini bilish:

Paramagnit sezuvchanlik uchun bizda:

\[\varkappa =\frac((p_m)^2m_0n)(3kT)\ .\]

Javob: $\varkappa =\frac((p_m)^2(\mu )_0n)(3kT)\ .$