Лабораторна робота №49 визначення точки кюрі феромагнетиків

МЕТА РОБОТИ: ознайомитись з основними властивостями феромагнетиків та освоїти методику експериментального визначення точки Кюрі.

ПРИЛАДИ: досліджуваний феромагнетик, нагрівач, джерело змінного струму, термопара, мікровольтметр.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Питання магнітних властивостей речовин мають велике практичне значення. Так, в останній час широкого застосування набули штучні напівпровідники магнітні матеріали – ферити. Феритні матеріали застосовують в магнітних стрічках та дисках для магнітного запису інформації. Феритні осердя використовують у високочастотній техніці. Разом з тим, феромагнітні матеріали можуть втратити свої особливі магнітні властивості при температурі, яка називається точкою Кюрі (в честь французького фізика П. Кюрі, який вивчав це явище). Тому визначення точки Кюрі набуває значного практичного значення. Щоб зрозуміти питання, пов'язані з точкою Кюрі та з методикою її визначення доцільно розглянути короткий виклад теорії феромагнетизму.

1.НАМАГНІЧЕНІСТЬ РЕЧОВИНИ (ВЕКТОР НАМАГНІЧЕННЯ). МАГНІТНА СПРИЙНЯТЛИВІСТЬ І МАГНІТНА ПРОНИКНІСТЬ РЕЧОВИНИ.

Вперше гіпотезу про природу магнетизму в речовинах висунув Ампер. Він допустив, що всередині речовини циркулюють молекулярні струми, які створюють магнітні поля. Кожен такий струм володіє магнітним моментом (49.1), який дорівнює добутку сили струмуІ на площу S контуру, вздовж якого тече даний струм. Напрям вектора визначається за правилом свердлика (рис.49.1).

. (49.1)

Якщо речовина не намагнічена, то сумарний магнітний момент молекулярних струмів дорівнює нулю. Під дією зовнішнього магнітного поля магнітні моменти молекул набувають переважної орієнтації і тим самим речовина намагнічується. Характеристикою намагніченості речовини є відношення сумарного магнітного моменту окремих молекул; до об'ємуVречовини (49.2). Таке відношення називається намагніченістю або вектором намагніченості.

. (49.2)

Гіпотеза Ампера про молекулярні струми виявилась близькою до дійсності. Тепер ми знаємо, що електрон який обертається навколо ядра атома еквівалентний коловому струму і створює магнітне поле.. Магнітний момент електрона, що обертається навколо ядра атома, називається орбітальним магнітним моментом. Крім орбітального магнітного моменту електрон володіє ще власним магнітним моментом, який отримав назву спінового магнітного моменту¹. Магнітними моментами володіють і ядра атомів, але їх вклад в магнітні властивості речовини надзвичайно малий. Тому магнітні властивості речовини визначаються орбітальними і спіновими магнітними моментами електронів.

(49.3)

(49.4)

(49.5)

В слабких магнітних полях намагніченість речовини пропорційна напруженості магнітного поля²(49.3), де(грецька буква “хі”) безрозмірна величина, яка називаєтьсямагнітною сприйнятливістю. Якщо ж порівняти індукцію магнітного поляв речовині³з індукцієюВ₀намагнічуючого поля у вакуумі, то відношення (49.4) даємагнітну проникність речовини. Зв'язок між магнітною проникністю і магнітною сприйнятливістю речовини визначається співвідношенням (49.5).