Магнитная восприимчивость парамагнетиков зависит от температуры и может быть выражена формулой и таким образом ( – число атомов в единице объема, – магнитный момент атома).
В общем случае магнитная восприимчивость однородного магнетика может быть оценена на основании следующих соображений:
,
где – напряженность магнитного поля, при которой наступает состояние насыщения.
Особое место среди магнетиков занимают ферромагнетики. Упорядочение магнитных моментов в таких веществах имеет спиновую природу. Ферромагнитное вещество состоит из отдельных микрообластей – доменов, имеющих размеры 10–7 м, намагниченных до насыщения. В отличие от других магнетиков ферромагнетики являются нелинейными магнетиками, у них магнитная проницаемость зависит от индукции намагничивающего поля.
ЗАДАЧА 1. Ферромагнитное железо обладает кубической объемно-центрированной решеткой с периодом и намагниченностью насыщения . Вычислить магнитный момент, приходящийся на один атом железа в магнетонах Бора.
ДАНО: |
АНАЛИЗ. При решении задачи следует иметь ввиду, что представляет собой ферромагнитный материал. кристаллизуется в объемно-центрированной кубической структуре с числом атомов в одной элементарной ячейке.
РЕШЕНИЕ. Магнитный момент, приходящийся на одну элементарную ячейку железа , где – объем элементарной ячейки, равный . С другой стороны, если в качестве единицы измерения магнитного момента взять магнетон Бора , то , где – число атомов в элементарной ячейке, – магнитный момент атома железа в магнетонах Бора. Как известно, для ОЦК-решетки . Из равенства находим
.
Проверка размерности:
.
Расчет:
.
ОТВЕТ: .
ЗАДАЧА 2. Оценить энергию обменного взаимодействия в расчете на один атом между магнитными моментами атомов железа, если известно, что температура Кюри железа 770 ºС.
ДАНО: ºС К |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.