Feromagnetizmas. Histerezės kilpa. Feromagnetinių savybių priklausomybė nuo temperatūros. Feromagnetiniai domenai.
Feromagnetikai – tai medžiagos, kurių magnetinė skvarba bei magnetinis jautris labai dideli (m>>1, c>>1). Feromagnetikai yra kai kurie metalai (Fe, Ni, Co, Gd) bei junginiai (Fe3O4, CrTe, MnSe ir kt.). Feromagnetikai pasižymi daugeliu savybių, nebūdingų kitiems magnetikams. Kai kurias jų pabandysime trumpai aptarti.
 |
Didėjant išorinio lauko magnetinio srauto tankiui B0, įmagnetėjimas didėja netiesiškai ir pasiekia sotį (121 pav.). Todėl ir magnetinis jautris c bei magnetinė skvarba m =c +1 irgi priklauso nuo B0.
Magnetinės skvarbos priklausomybė nuo B0 pavaizduota 122 pav.
 |
Tarkime, jog didindami išorinio magnetinio lauko srauto tankį B0 magnetiname neįmagnetintą feromagnetiką. Tuo atveju magnetinio srauto tankis feromagnetike didės pagal 123 pav. punktyrine linija pavaizduotą kreivę. Jei pasiekę tam tikrą B vertę imtume mažinti B0, pastebėtume, kad B vertės lieka didesnės negu buvo anksčiau. Pasiekus B0=0, feromagnetikas lieka įmagnetėjęs (atkarpa 0C). Šis įmagnetėjimas vadinamas liktiniu įmagnetėjimu. Norint išmagnetinti feromagnetiką, reikia sudaryti tam tikrą priešingos krypties išorinį magnetinį lauką (atkarpa 0D), vadinamą koerciniu lauku.
Jeigu feromagnetiką permagnetiname periodiniame magnetiniame lauke, tai, visai panašiai į feroelektrikus, B(B0) priklausomybę vaizduoja kreivė, vadinama histerezės kilpa, kuri parodyta 123 pav.
 |
Didinant temperatūrą feromagnetikai virsta paramagnetikais. Kiekvienam feromagnetikui yra būdinga temperatūros vertė (Kiuri temperatūra), kurią pereidamas jis virsta paramagnetiku. Pavyzdžiui, Fe Kiuri temperatūra lygi 770o C, Ni – 360o C, Gd – 17o C.
Įvairiais eksperimentais yra įrodyta, kad feromagnetikai susideda iš pakankamai mažų, tačiau makroskopinių, sričių, kuriose net ir nesant išorinio magnetinio lauko atomų magnetiniai momentai orientuoti ta pačia kryptimi. Tokios sritys vadinamos feromagnetiniais domenais. Domenai dažnai būna tokio dydžio, kad juos (atitinkamai paruošus feromagnetiko paviršių) galima matyti pro optinį mikroskopą. Taigi domeną sudaro milžiniškas atomų skaičius. Neįmagnetėjusio feromagnetiko domenai esti netvarkingai orientuoti, tad jų magnetiniai laukai apytikriai kompensuojasi. Išorinis magnetinis laukas orientuoja domenus taip, kad jų magnetiniai momentai būtų nukreipti lauko kryptimi, todėl magnetinis laukas ženkliai sustiprėja. Įmagnetėjimo sotis pasiekiama, kai praktiškai visi domenai jau esti orientuoti. Mažėjant išoriniam magnetiniam laukui B0, dėl šiluminio poveikio domenų orientacijos laipsnis iš dalies susilpnėja, tačiau visai neišnyksta netgi pasiekus B0=0, nes domenų matmenys gerokai didesni už atomų ar molekulių matmenis. Taip galima paaiškinti liktinį įmagnetėjimą. Įkaitinus feromagnetiką iki Kiuri temperatūros, domenai suyra.
Domenų susidarymui, taigi ir feromagnetizmui, paaiškinti reikalinga kvantinė teorija.
Susiję įrašai:
- GIROSKOPO PRECESIJOS TYRIMAS (laboratorinis darbas)
- SLOPINAMŲJŲ SVYRAVIMŲ TYRIMAS PASVYRAJA SVYRUOKLE (laboratorinis darbas)
- ORO KLAMPUMO KOEFICIENTO IR MOLEKULIŲ VIDUTINIO LAISVOJO LĖKIO NUSTATYMAS (laboratorinis darbas)
- AMPERMETRO IR VOLTMETRO MATAVIMO RIBŲ PRAPLĖTIMAS (laboratorinis darbas)
- LAIDININKO SPECIFINĖS VARŽOS MATAVIMAS (laboratorinis darbas)