Физика (Магнетизм)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF5_2_Магнетики_mini

Немагнитные материалы

Немагнитные материалы – пара-, диа-,

слабо- и антиферромагнитные материалы с низкой магнитной проницаемостью (µ ≤ 1,5). К немагнитным материалам относятся большинство металлов и сплавов (в том числе некоторые стали), полимеры, дерево и т.д.

Гигантское магнитосопротивление

(Giant magnetoresistance)

Гигантское магнитосопротивление (ГМС, GMR) –

квантовомеханический эффект, наблюдаемый в тонких металлических плёнках, состоящих из чередующихся ферромагнитных и проводящих немагнитных слоёв. Эффект состоит в существенном изменении электрического сопротивления такой структуры при изменении взаимного направления намагниченности соседних магнитных слоёв. Направлением намагниченности можно управлять, например, приложением внешнего магнитного поля. В основе эффекта лежит рассеяние электронов, зависящее от направления спина.

За открытие гигантского магнетосопротивления в 1988 г. физики Альбер Ферт и Петер Грюнберг были удостоены Нобелевской премии по физике 2007 г.

Основная сфера применения эффекта – датчики магнитного поля, используемые для считывания информации в жёстких дисках, биосенсорах и др.

Контрольные вопросы

Какие вещества являются ферромагнетиками?

В чём заключается основное отличие ферромагнитных веществ от диамагнитных и парамагнитных?

Охарактеризуйте ферромагнитные свойства вещества.

Чем объясняются особые свойства ферромагнитных веществ?

Почему магнитная индукция в ферромагнетиках, помещённых в магнитное поле, значительно превышает индукцию этого поля?

Что такое домен?

Как происходит намагничивание ферромагнетиков?

Что такое петля гистерезиса? Какие причины её вызывают?

Нарисуйте кривую гистерезиса ферромагнетика и объясните природу ферромагнетизма.

Каким образом можно размагнитить образец?

Что такое температура (точка) Кюри?

Литература

Жданов Л.С., Жданов Г.Л. Физика для средних специальных учебных заведений: Учеб. – 5-е изд., перераб. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. – 512 с., §22.15.

Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Том II. Электричество и магнетизм.

– 4-е изд. – М.: Наука, 1969. – 368 с., §48.

Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – 592 с., §§50,110-112,119.

Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. – М.: Высшая школа, 1983.-С.298- 302.

Павленко Ю.Г. Начала физики: Учебник. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Издательство « Экзамен», 2005. – 864 с. (Серия « Учебник»), §4.4.3.

Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие: Для втузов. В 5 кн. Книга 2. Электричество и магнетизм. – 4-е изд., перераб. – М.: Наука. Физматлит, 1998. – 366 с., §7.9.

Сивухин Д.В. Электричество: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. – (Общий курс физики). – 688 с., §§58,61,74,74,75,79.

Трофимова Т.И. Курс физики: Учеб. пособие для вузов. – 6-е изд., стер. – М.:

Высшая школа, 1999. – 542 с., §§135,136.

5.2.6. Магнитострикцияя

Эффект изменения формы и размеров тела при намагничивании называется магнитострикцией. Это явление вызывается изменением энергетического состояния кристаллической решётки под действием магнитного поля, в результате чего изменяется расстояние между узлами решётки.

Магнитострикция была открыта в железе английским физиком Джеймсом Прескоттом Джоулем (1818-89) в 1842 г.

Явление магнитострикции свойственно всем веществам.

Аналогии между различными понятиями электростатики и магнетизма

Магнитострикция

(Magnetostriction)

Магнитострикционные материалы –

магнитомягкие материалы, у которых достаточно велик эффект магнитострикции: никель, некоторые редкоземельные элементы и их сплавы, алфер, пермаллой, пермендюр, ряд ферритов и др. Применяются в качестве преобразователей электромагнитной энергии в другие виды (например, в механическую), датчиков давления и т.п.

Магнитострикция

(Magnetostriction)

Эффект Видемана – обусловленное магнитострикцией закручивание ферромагнитного стержня при одновременном действии на него продольного магнитного поля и кругового магнитного поля, созданного протекающим вдоль стержня электрическим током. Открыт Г. Видеманом в 1858 г.

Эффект Виллáри (магнитоупругий эффект) является обратным эффектом магнитострикции и проявляется в изменении намагниченности тела при его деформации, которая приводит к изменению доменной структуры ферромагнетика. Открыт итальянским физиком Э. Виллáри в 1865 г.

Контрольные вопросы

В чём заключается явление магнитострикции?

Литература

Белов К.П. Магнитострикционные явления и их технические приложения. – М., 1987.

Буравихин. Влияние механических напряжений на магнитные свойства плёнок. – 1968.

Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики.

Том II. Электричество и магнетизм. – 4-е изд.

– М.: Наука, 1969. – 368 с., §48.

Калашников С.Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – 592 с., §119.