Магнитная лента в современном понимании была запатентована в 1925 году И. Крейганом (СССР) и 1928 году Ф. Пфлеймером (Германия). Но лишь в 1934 году была выпущена первая промышленная партия магнитной ленты с подложкой из ацетилцеллюлезы; в качестве рабочего слоя использовался порошок карбонильного железа. В 1939 году карбонильное железо заменили у-окисью железа, что существенно повысило качество магнитных лент, а в начале пятидесятых годов произошла замена основы ленты - стал использоваться лавсан. В таком виде в основном и дошли до настоящего времени носители магнитной записи.
Развитие теории и техники магнитной записи было невозможно без познания природы магнетизма.
Несмотря на то, что на бытовом уровне магнитные свойства отдельных материалов были известны очень давно и использовались, например, в компасе, на научной основе изучение магнетизма началось с 1820 года, когда X. Эрстед открыл магнитное поле постоянного тока. В том же году А. Ампер установил законы магнитного взаимодействия токов. Новый этап в изучении магнетизма начинается с работ М. Фарадея и Э. Ленца, а также с обобщения их работ в трудах Д. Максвелла (1872 г.). Изучение свойств парамагнетиков и ферромагнетиков, выполненное А.Г. Столетовым в 1872 году и П. Кюри в 1895 году, заложило основы современной макроскопической теории магнетизма.
Микроскопическая теория магнетизма смогла возникнуть только после открытия структуры атома. В 1892 году Б. Розинг, а в 1907 году П. Вейс высказали идею о существовании внутреннего молекулярного поля, обусловливающего свойства ферромагнетиков. И, наконец, открытие электронного спина и его магнетизма (С. Гаудсмит, Д. Уленбек, 1925 г.) и создание квантовой механики позволили открыть путь к познанию природы магнетизма.
22
23
3.2. ПРИРОДА МАГНЕТИЗМА
I
Явления магнетизма основаны на существовании магнитных моментов в атомах. В таких элементах, как железо, кобальт, никель, магнитные моменты возникают в основном в результате спина электронов, т.е. их вращательного движения вокруг собственной оси. В редкоземельных элементах магнитные свойства обусловлены вращением электронов вокруг атомных ядер.
Рассмотрим для примера модель электронных оболочек атома железа, самого распространенного на Земле элемента таблицы Менделеева, имеющего сильно выраженные магнитные свойства. Атом железа содержит 26 протонов, значит, вокруг ядра вращаются 26 электронов. Согласно принципу Паули в системе электронов не может быть более одного электрона в каждом квантовом состоянии, что для сложного атома приводит к образованию электронных оболочек, заполняемых строго определенным числом электронов. Схематично расположение электронов на электронных оболочках атома железа показано на рис. 14. На внутренних оболочках 1s, 2s, 2р, 3s, 3р количество электронов с положительными и отрицательными спинами равны и их магнитные моменты уравновешены.
Рис. 14
Внешняя оболочка 4s не заполнена, поэтому два электрона, располагающихся на ней, легко покидают атом и обеспечивают электронную проводимость железа. На этой оболочке, кстати сказать, спины двух электронов также уравновешены. На оболочке 3d располагаются 5 электронов с положительными спинами и один с отрицательным. В результате спинового взаимодействия все оси вращения электронов параллельны между собой. Поэтому за счет наличия на оболочке 3d неравного количества электронов с разными спинами атом железа представляет собой постоянный магнит. Магнитное поле перпендикулярно плоскости рисунка и направлено сверху вниз.
Под воздействием сил так называемого обменного взаимодействия атомы, являющиеся микроскопическими магнитами, объединяются в группы -домены. Размеры доменов тоже небольшие, но они соизмеримы с размерами
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.