Магнетизм горных пород

1. Основные магнитные свойства вещества. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.

2. Ферромагнитные вещества — самопроизвольная(спонтанная) намагниченность кристаллического вещества как следствие действия квантовых обменных электростатических сил, создающих спиновый магнитный порядок, разрушающийся при Тс. Температура Кюри, как точка фазового превращения второго рода. Модель цепочки спинов Изинга. Гистерезис, намагниченность насыщения, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила, магнитная восприимчивость феромагнетика. Классификация ферромагнитных веществ. Ферромагнетизм.

3. Магнитные минералы в горных породах. Тройная система и ряды твердых растворов. Сульфиды и гидроокислы железа. Химические превращения, приводящие к появлению магнитных минералов. Первичные и вторичные соединения.

4. Процессы намагничевания ферромагнетиков, доменная структура. Однодоменные, суперпарамагнитные и многодоменные частицы и их коэрцетивность. Время релаксации. Горная порода как ансамбль частиц.

5. Магнитная характеристика горных пород:магнитная восприимчивость, магнитная анизотропия, термомагнитные характеристики, гистерезисные свойства.

Тут 1,5 из 2) Магнитная восприимчивость (а еще чего-то, кажись, нет((, ну не могу найти)

Магнитная восприимчивость определяется отношением намагниченности единицы объёма вещества к напряжённости намагничивающего магнитного поля. По своему смыслу восприимчивость является величиной безразмерной.

 = М/Н, где M — намагниченность вещества под действием магнитного поля, Н — напряженность магнитного поля.

Иногда бывает полезно также ввести понятие удельной магнитной восприимчивости, равной восприимчивости единицы массы вещества. В СИ удельная восприимчивость измеряется в обратных килограммах (кг⁻¹). Аналогично, молярная магнитная восприимчивость определяется как восприимчивость одного моля вещества и измеряется в обратных молях (моль⁻¹).

Зависимость от температуры

Магнитная восприимчивость большинства веществ (за исключением большей части диамагнетиков и некоторых парамагнетиков — щелочных и, в меньшей степени, щёлочноземельных металлов) обычно зависит от температуры вещества. У парамагнетиков магнитная восприимчивость уменьшается с температурой, подчиняясь закону Кюри — Вейса. У ферромагнетиков магнитная восприимчивость с ростом температуры увеличивается, достигая резкого максимума вблизи точки Кюри (см. эффект Гопкинса).

Магнитная восприимчивость антиферромагнетиков увеличивается с ростом температуры до точки Нееля, а затем падает по закону Кюри — Вейса.

__________________________________________________________________________________

Закон Кюри — Вейса описывает магнитную восприимчивость ферромагнетика в области температур выше точки Кюри (то есть в парамагнитной области). Закон выражается следующей математической формулой^[1]:

где

 — магнитная восприимчивость,

C — постоянная Кюри, зависящая от вещества,

T — абсолютная температура в кельвинах,

T_c — температура Кюри, К.

_____________________________________________________________________________________

Точка Кюри, или температура Кюри, — температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной — в ферромагнетиках, электрической — в сегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах). Названа по имени П. Кюри. При температуре   ниже точки Кюри  ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью и определённой магнитно-кристаллической симметрией. В точке Кюри ( ) интенсивность теплового движения атомов ферромагнетика оказывается достаточной для разрушения его самопроизвольной намагниченности («магнитного порядка») и изменения симметрии, в результате ферромагнетик становится парамагнетиком. Аналогично у антиферромагнетиков при   (в так называемойантиферромагнитной точке Кюри или точке Нееля) происходит разрушение характерной для них магнитной структуры (магнитных подрешёток), и антиферромагнетики становятся парамагнетиками.

Вблизи точки Кюри в веществе происходят специфические изменения многих физических свойств (например, теплоёмкости, магнитной восприимчивости и др.), достигающие максимума при  , что обычно и используется для точного определения температуры фазового перехода.

____________________________________________________________________________________

То́чка Нее́ля — антиферромагнитная точка Кюри, температура  , выше которой антиферромагнетик теряет свои специфические магнитные свойства и превращается в парамагнетик (фазовый переход II рода). Вблизи   достигают максимального значения аномалии немагнитных свойств антиферромагнетиков (теплоёмкости, коэффициент теплового расширения, температурного коэффициента электропроводности и т. д.).

Кривая Столетова — график зависимости магнитной проницаемости от напряжённости магнитного поля в ферромагнетике, определяемая выражением:  . Из рисунка видно, что кривая   начинается при Н = 0 с некоторого конечного значения   (начальная восприимчивость) и достигает наибольшего значения  (максимальная восприимчивость), соответствующего наиболее крутому подъёму кривой I(Н), и затем стремится к нулю, когда намагниченность приближается к насыщению  .