Ферросоронзон-парамагнит фазын шилжилт. Лабораторийн ажил: Ферросоронзон-парамагнит фазын шилжилтийн температурыг тодорхойлох

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 , - , 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

Одоогийн байдлаар мэдэгдэж байгаа ихэнх соронзон материалд алсын зайн соронзон дараалал үүсэх 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 солилцооны температураас хамаагүй сул байдаг-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 Лютингер, Тисса нарын цэвэр дүгнэлтэд үндэслэсэн холбогдох туршилтыг химийн томъёотой дэлхийн СОЛОНГОСчуудын давсны талстууд дээр хийсэн.Cs^Naii(N02)e.

"Соронзон диполь харилцан үйлчилдэг 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 тоогоор 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 зай дахь тоосонцорыг 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 диполууд
сул зогсолткупон
тор, ферросоронзон төлөв рүү фазын шилжилт үүсдэггүй.
Хязгаарлагдмал хэмжээний нөлөөллийн тухай асуудлыг мөн авч үзээгүй.
Чшш§amagkite бөөмсийг дундаж соронзон орны утгаар,
бусдын аль нэг бөөмс 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 хэлбэртэй 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, тэдгээрийн соронзлолтын 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 орон;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 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.™s,"a ["і + 1d +ХАМТ,"


(8) = 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). Үүний дагуу (9).
хэзээ гэсэн үг
е 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

Ийм зүйл байхгүй. Мөн бөөмсийн хоёр хэмжээст тархалтын хязгаарлагдмал тохиолдолд ферросоронзон дараалал байхгүй гэдгийг бид 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 туйлын инээвбулан6. (0,;r) интервалын хил дээр өнцөг өөрчлөгдөнө гэж үзвэл0 магадлалын урсгал байхгүй, бид тэгшитгэлийн суурин шийдлийг олдог (10):

(БА)

gzeC(a,2ab)


(12) ВисникSIDDU".iS°S,№2(13)


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

зэрэг нэг домайн тоосонцор- 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 З.С(£)/3к.

(14) тэгшитгэлийн дүн шинжилгээ нь дээр дурдсан физик хүчин зүйлсийн дагуу хэзээ££J(ХэзээTd<0) Энэ нь ямар ч температурт өвөрмөц шийдэлтэй /(=0, өөрөөр хэлбэл, энэ тохиолдолд холын 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 нь (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)=.

Энэ төрлийн тээвэрлэгч нь сондгой валенттай хос металл (Na, Tl) байдаг; O2 ба NO молекулуудын хийд; чөлөөт радикалуудтай зарим органик молекулуудад; 3d-, 4f-, 5f-элементүүдийн давс, исэл болон бусад диэлектрик нэгдлүүдэд; ихэнх газрын ховор металлуудад .

B) өдөөх энерги Ei бүхий өдөөгдөх төлөвт тойрог замын соронзон моменттэй ижил хэсгүүд.<< kТ. Для таких парамагнетиков характерен не зависящий от температуры поляризационный парамагнетизм.

Энэ төрлийн парамагнетизм тээгч нь d- ба f-элементүүдийн зарим нэгдлүүдэд (Sm ба Eu давс гэх мэт) илэрдэг.

B) Хэсэгчилсэн дүүрсэн энергийн зурваст нэгдмэл электронууд. Эдгээр нь температураас харьцангуй сул хамааралтай, дүрэм ёсоор электрон-электроны харилцан үйлчлэлээр нэмэгддэг спин Паули парамагнетизмээр тодорхойлогддог. d-bands-д spin paramagnetism нь мэдэгдэхүйц Van Vleck paramagnetism дагалддаг.

Энэ төрлийн зөөгч нь шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металл, d-метал ба тэдгээрийн хоорондын металлын нэгдлүүд, актинид, түүнчлэн өндөр дамжуулалттай радикал ионы органик давсуудад давамгайлдаг.

Вики дэх P/S материал
Гадны соронзон орны (JH) чиглэлд гадны соронзон оронд соронзлогдсон, эерэг соронзон мэдрэмжтэй бодисыг парамагнит бодис гэнэ. Парамагнетууд нь сул соронзон бодисуудад хамаардаг бөгөөд соронзон нэвчилт нь u > ~ 1-ээс бага зэрэг ялгаатай байдаг.
"Парамагнетизм" гэсэн нэр томъёог 1845 онд Майкл Фарадей нэвтрүүлсэн бөгөөд тэрээр бүх бодисыг (ферромагнетээс бусад) диа- болон парамагнит гэж хуваасан.
Парамагнитик материалын атомууд (молекулууд эсвэл ионууд) өөрийн гэсэн соронзон моментуудтай байдаг бөгөөд тэдгээр нь гадны орны нөлөөн дор талбайн дагуу чиглүүлж, улмаар гадаадаас давсан талбайг үүсгэдэг. Парамагнит бодисууд соронзон орон руу татагддаг. Гадны соронзон орон байхгүй тохиолдолд парамагнит материал соронзлогддоггүй, учир нь дулааны хөдөлгөөний улмаас атомуудын дотоод соронзон моментууд бүрэн санамсаргүй байдлаар чиглэгддэг.
Парамагнит материалд хөнгөн цагаан (Al), цагаан алт (Pt), бусад олон металл (шүлт ба шүлтлэг шороон металлууд, түүнчлэн эдгээр металлын хайлш), хүчилтөрөгч (O2), азотын исэл (NO), манганы исэл (MnO), төмөр хлорид (FeCl3) болон бусад.
Төмрийн ба антиферросоронзон бодисууд нь Кюри эсвэл Неелийн температураас (парамагнит төлөвт шилжих фазын температур) -аас хэтэрсэн температурт парамагнит болдог.

B) ферромагнет

Ферромагнетууд- тодорхой эгзэгтэй температураас (Кюри цэг) доогуур атом эсвэл ион (металл бус талст дахь) соронзон моментуудад холын зайн ферросоронзон дараалал тогтдог бодисууд (ихэвчлэн хатуу талст эсвэл аморф төлөвт байдаг). хөдөлгөөнт электронуудын моментууд (металл талстууд). Өөрөөр хэлбэл, ферромагнет нь (Кюри цэгээс доош температурт) гадны соронзон орон байхгүй үед соронзлох чадвартай бодис юм.

Ферромагнетийн шинж чанарууд
1. Ферромагнетийн соронзон мэдрэмтгий чанар нь эерэг бөгөөд нэгдлээс хамаагүй их байна.
2. Хэт өндөр биш температурт ферромагнетууд нь аяндаа (аяндаа) соронзлолтой байдаг бөгөөд энэ нь гадны нөлөөний нөлөөн дор ихээхэн өөрчлөгддөг.
3. Ферромагнет нь гистерезисийн үзэгдлээр тодорхойлогддог.
4. Ферромагнетууд соронзоор татагддаг.

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

Ферромагнетизм 3-т ажиглагдаж байна г- металл ( Fe, Ni, Co) болон 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 үйлчлэлийн улмаас үүссэн нэр томъёог 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 К, бүх атомын эргэлтүүд ижил чиглэгдэх ёстой; температур нэмэгдэхийн хэрээр эргэлтийн чиглэлийн дараалал буурдаг. 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 тортой ферромагнетийн атомын соронзон бүтцийн загвар. Сумнууд нь атомуудын соронзон моментуудыг заана.

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 орныг олж авдаггүй. Нэг талст дотор ч гэсэн домэйнууд байдаг. Бодисыг домэйн болгон хуваах нь ижил чиглэсэн эргэлттэй зохицуулалтаас бага эрчим хүч шаарддаг тул үүсдэг.

Ферромагнетыг гадны 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 соронзлолтын бүс нутгийг сүйтгэж, 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 эргэлтийн соронзон моментууд нь эсрэг параллель 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 олговор байхгүй бол тэд ярьдаг ферримагнетизм. Хамгийн түгээмэл ферримагнетууд нь ферритүүддавхар металлын исэл. Ферритүүдийн ердийн төлөөлөгч нь магнетит (Fe3O4) юм. Ихэнх ферримагнетууд нь ионы талстууд тул цахилгаан дамжуулах чадвар багатай байдаг. Сайн соронзон шинж чанартай (өндөр соронзон нэвчилт, өндөр ханасан соронзлол гэх мэт) хослуулан энэ нь ердийн ферромагнеттэй харьцуулахад чухал давуу тал юм. Чухам энэ чанар нь ферритийг хэт өндөр давтамжийн технологид ашиглах боломжийг олгосон юм. Эргэлтийн урсгал үүссэний улмаас маш их алдагдалтай байдаг тул өндөр дамжуулалттай ердийн ферромагнит материалыг энд ашиглах боломжгүй юм. 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 ороомог дахь гүйдэл, Л- анхдагч ороомгийн индукц; Цөмгүй хоёрдогч ороомгийн индукц хаана байгаа нь мэдэгдэж байгаа ба голын соронзон нэвчилт юм.

Соронзон нэвчилт нь температур нэмэгдэх тусам буурч, Неел 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

Соронзон шинж чанараараа бүх бодисыг сул соронзон, хүчтэй соронзон гэж хуваадаг. Үүнээс гадна соронзыг соронзлох механизмаас хамааран ангилдаг.

Диамагнит

Диамагнетыг сул соронзон бодис гэж ангилдаг. Соронзон орон байхгүй тохиолдолд тэдгээр нь соронзлогддоггүй. Ийм бодисыг гадны соронзон орон руу оруулах үед молекул, атом дахь электронуудын хөдөлгөөн өөрчлөгддөг тул чиглэсэн дугуй гүйдэл үүсдэг. Гүйдэл нь соронзон моментоор тодорхойлогддог ($ p_m $):

Энд $S$ нь гүйдэл бүхий ороомгийн талбай юм.

Энэхүү дугуй гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон индукц нь гадаад талбайн эсрэг чиглэгддэг. Нэмэлт талбарын утгыг дараах байдлаар олж болно.

Аливаа бодис диамагнетизмтэй байдаг.

Диамагнит материалын соронзон нэвчилт нь нэгдмэл байдлаас маш бага ялгаатай байдаг. Хатуу болон шингэний хувьд диамагнитын мэдрэмж ойролцоогоор $(10)^(-5),\ $хийн хувьд мэдэгдэхүйц бага байна. Диамагнит материалын соронзон мэдрэмж нь температураас хамаардаггүй бөгөөд үүнийг П.Кюри туршилтаар нээсэн.

Диамагнетыг "сонгодог", "аномаль" ба хэт дамжуулагч гэж хуваадаг. Сонгодог диамагнит материалууд нь соронзон мэдрэмтгий байдаг $\varkappa

Сул соронзон орны хувьд диамагнит материалын соронзлол нь соронзон орны хүч чадалтай пропорциональ байна ($\overrightarrow(H)$):

Энд $\varkappa$ нь орчны (соронзон) соронзон мэдрэмж юм. 1-р зурагт "сонгодог" диамагнетикийн соронзлол нь сул талбар дахь соронзон орны хүчнээс хамаарах хамаарлыг харуулж байна.

Парамагнетууд

Мөн парамагнит бодисыг сул соронзон бодис гэж ангилдаг. Парамагнет молекулууд нь байнгын соронзон моменттэй байдаг ($\overrightarrow(p_m)$). Гадаад соронзон орон дахь соронзон моментийн энергийг дараахь томъёогоор тооцоолно.

$\overrightarrow(p_m)$ чиглэл нь $\overrightarrow(B)$-тай давхцах үед энергийн хамгийн бага утгад хүрнэ. Больцманы тархалтын дагуу парамагнит бодисыг гадны соронзон орон руу оруулахад талбайн чиглэлд түүний молекулуудын соронзон моментуудын давуу чиглэл гарч ирдэг. Бодисын соронзлол гарч ирдэг. Нэмэлт талбайн индукц нь гадаад талбартай давхцаж, улмаар түүнийг сайжруулдаг. $\overrightarrow(p_m)$ болон $\overrightarrow(B)$ чиглэлийн хоорондох өнцөг өөрчлөгдөхгүй. Больцманы тархалтын дагуу соронзон моментуудын чиглэлийг өөрчлөх нь атомуудын мөргөлдөөн, харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг. Парамагнитын мэдрэмж ($\varkappa $) нь Кюригийн хуулийн дагуу температураас хамаарна.

эсвэл Кюри-Вэйссийн хууль:

Энд C ба C" нь Кюри тогтмолууд, $\triangle $ нь тэгээс их эсвэл бага байж болох тогтмол юм.

Парамагнетикийн соронзон мэдрэмтгий чанар ($\varkappa $) тэгээс их боловч диамагнетикийнх шиг маш бага байдаг.

Парамагнетыг ердийн парамагнет, парамагнет металл, антиферромагнет гэж хуваадаг.

Парамагнит металлын хувьд соронзон мэдрэмж нь температураас хамаардаггүй. Эдгээр металлууд нь сул соронзон $\varkappa \ойролцоогоор (10)^(-6).$

Парамагнит материалд парамагнит резонанс гэж нэрлэгддэг үзэгдэл байдаг. Гадны соронзон орон дотор байгаа парамагнит материалд нэмэлт үечилсэн соронзон орон үүсдэг бөгөөд энэ талбайн индукцийн вектор нь тогтмол орны индукцийн вектортой перпендикуляр байна гэж үзье. Атомын соронзон момент нэмэлт оронтой харилцан үйлчлүүлсний үр дүнд хүчний момент ($\overrightarrow(M)$) үүсдэг бөгөөд энэ нь $\overrightarrow(p_m)$ ба $ хоорондын өнцгийг өөрчлөх хандлагатай байдаг. \overrightarrow(B).$ Хэрэв хувьсах соронзон орны давтамж ба атомын хөдөлгөөний прецессийн давтамж давхцаж байвал хувьсах соронзон орны үүсгэсэн эргүүлэх момент нь $\overrightarrow(p_m)$ ба $ хоорондын өнцгийг байнга нэмэгдүүлдэг. \overrightarrow(B)$, эсвэл буурна. Энэ үзэгдлийг парамагнит резонанс гэж нэрлэдэг.

Сул соронзон орны хувьд парамагнит материал дахь соронзлол нь талбайн хүч чадалтай пропорциональ бөгөөд (3) томъёогоор илэрхийлэгдэнэ (Зураг 2).

Ферромагнетууд

Ферромагнетыг өндөр соронзон бодис гэж ангилдаг. Соронзон нэвчилт нь их хэмжээний утгад хүрч, гадаад соронзон орон болон өмнөх түүхээс хамаардаг соронзыг ферромагнет гэж нэрлэдэг. Ферромагнет нь үлдэгдэл соронзлолтой байж болно.

Ферромагнетийн соронзон мэдрэмтгий байдал нь гадаад соронзон орны хүч чадлын функц юм. J(H) хамаарлыг Зураг дээр үзүүлэв. 3. Соронзонжилт нь ханалтын хязгаартай ($J_(nas)$).

Соронзлолын ханалтын хязгаар байгаа нь ферромагнетийн соронзлол нь зарим элементийн соронзон моментуудын чиглэлийг өөрчилснөөр үүсдэг болохыг харуулж байна. Ферромагнетэд гистерезисийн үзэгдэл ажиглагдаж байна (Зураг 4).

Ferromagnets нь эргээд дараахь байдлаар хуваагддаг.

  1. Зөөлөн соронзон. Соронзон нэвчилт ихтэй, амархан соронздож, соронзгүй болдог бодис. Тэдгээрийг цахилгааны инженерчлэлд ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь ээлжлэн ажилладаг талбаруудтай, жишээлбэл трансформаторуудад ашиглагддаг.
  2. Соронзон хатуу. Харьцангуй бага соронзон нэвчилттэй, соронзлох, соронзгүйжүүлэхэд хэцүү бодисууд. Эдгээр бодисууд нь байнгын соронз үүсгэхэд ашиглагддаг.

Жишээ 1

Даалгавар: Ферромагнетийн соронзлолын хамаарлыг Зураг дээр үзүүлэв. 3. J(H). B(H) муруйг зур. Соронзон индукцийн ханалт байдаг уу, яагаад?

Соронзон индукцийн вектор нь соронзлолтын вектортой дараахь хамаарлаар холбогддог.

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

тэгвэл B(H) муруй ханалтад хүрэхгүй. Соронзон орны индукцийн гадаад соронзон орны хүчнээс хамаарах графикийг Зураг дээр үзүүлэв. 5. Ийм муруйг соронзлолтын муруй гэнэ.

Хариулт: Индукцийн муруйд ханалт байхгүй.

Жишээ 2

Даалгавар: Парамагнетийн соронзлолын механизм нь туйлын диэлектрикийн цахилгаанжуулалтын механизмтай төстэй гэдгийг мэдээд $(\varkappa)$ парамагнит мэдрэмтгий байдлын томъёог ол. Z тэнхлэгт проекц дахь молекулын соронзон моментийн дундаж утгын хувьд бид дараах томъёог бичиж болно.

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

Энд $L\left(\beta \right)=cth\left(\beta \right)-\frac(1)(\beta )$ нь $\бета =\frac(p_mB)(kT) бүхий Langevin функц юм. доллар

Өндөр температур, жижиг талбайд бид дараахь зүйлийг олж авдаг.

Тиймээс $\beta \ll 1$ $cth\left(\beta \right)=\frac(1)(\beta )+\frac(\beta )(3)-\frac((\beta )^3-ын хувьд )(45)+\dots $, функцийг $\beta $-д шугаман нэр томъёогоор хязгаарласнаар бид дараахийг олж авна:

Үр дүнг (2.3) (2.1)-д орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.

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

Соронзон орны хүч ба соронзон индукцийн хамаарлыг ($\overrightarrow(B)=\mu (\mu )_0\overrightarrow(H)$) ашиглан парамагнит материалын соронзон нэвчилт нь нэгдмэл байдлаас бага зэрэг ялгаатай байдгийг харгалзан бид: бичих:

\[\left\langle p_(mz)\right\rangle =\frac((p_m)^2(\mu )_0H)(3kT)\left(2.5\right).\]

Дараа нь соронзлол нь дараах байдлаар харагдах болно.

Соронзонжуулалтын модуль ба хүчдэлийн векторын модулийн хоорондын хамаарал нь дараах хэлбэртэй байна.

Парамагнит мэдрэмтгий байдлын хувьд бид:

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

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

Ямар нөхцөлд ферромагнет парамагнит болж хувирдаг вэ?

Мөн уншина уу:
  1. I. Энэ сэтгэл зүйн мэдээлэл ямар нөхцөлд сэтгэлзүйн оношлогоо болж чадах вэ?
  2. 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).
  3. Онц байдлын үед захиргааны албадлага.
  4. Хүйтэн цаг агаарт дасан зохицох. Дасан зохицох үйл явцыг хөнгөвчлөх эрүүл ахуйн арга хэмжээ.
  5. Тодорхой бус нөхцөлд арилжааны стратегийн шинжилгээ.
  6. Хөрөнгө оруулалтын төслийн жишээн дээр эрсдэл, тодорхойгүй байдлын нөхцөлд эдийн засгийн үр ашгийг үнэлэх уламжлалт аргуудын дүн шинжилгээ
  7. Ажлын байрны гэрчилгээжүүлэлт, хортой нөхцөлд ажилласан нөхөн олговор
  8. БНКазУ-ын аль хотуудад зэсийн томоохон үйлдвэрүүд байрладаг вэ?

Кюри цэг хүртэл халах үед

Талбайд перпендикуляр байрлах 30 см 2 талбай бүхий 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-ийн радиустай дугуй ороомгийн дагуу 4А гүйдэл эргэлддэг.Ороомгийн төв дэх соронзон индукц нь дараахтай тэнцүү байна.

Гадаад цахилгаан орон дахь диполь энерги нь дараахтай тэнцүү байна.

1 см радиустай 6.28 см урт ороомгийг утсаар хийсэн.Түүнд 200 эргэлт багтсан ба түүгээр 1А гүйдэл дамждаг.Ороомог доторх соронзон урсгал нь дараах 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 ажилладаг. Дамжуулагч нь соронзон индукцийн шугамуудтай 45 ° өнцгөөр байрладаг. Дамжуулагчийн идэвхтэй хэсгийн урт нь:

Аль ойлголтыг зөв нэрлэсэн бэ? 1. Электролитийн диссоциаци нь уусгагч молекулуудын нөлөөгөөр 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.