75. Магнітні домени. Магнітний гістерезис. Ефект Баркгаузена.

ферромагнетики распадаются в магнитном отношении на множество чрезвычайно малых макроскопических областей. Каждая из таких областей спонтанно намагничена. В обычных условиях направления магнитных моментов доменов хаотически распределены в пространстве. При включении внешнего магнитного поля домены, ориентированные по полю, растут за счет доменов, ориентированных против поля, т. е. происходит смещение границ доменов. В более сильных полях происходит переориентация магнитных моментов в пределах всего домена.

Распад ферромагнетика на «энергетически выгоден». Если бы весь ферромагнетик был намагничен в одном определенном направлении, то в этом случае получился бы минимум энергии обменного взаимодействия электронов. Однако такому ферромагнетику соответствовала бы значительная энергия возбуждаемого им магнитного поля. При дроблении ферромагнетика на домены и появлении доменов различной ориентации магнитное поле, возбуждаемое ферромагнетиком, ослабляется. Обменная энергия пропорциональна полной площади поверхностей, вдоль которых граничат домены. По мере дробления доменов поверхностная энергия возрастают. Дробление доменов прекращается, когда сумма магнитной и обменной энергий достигает минимума.

Магнітний гістерезис У феромагнетиків спостерігається явище феромагнітного гістерезісу, тобто залежність магнітної індукції від напруженості магнітного поля залежить від складу речовини та від попередньої історії намагнічування магнетика.

Магнітна індукція при першому намагнічуванні речовини змінюється за кривою ОА. Це крива намагнічування, оскільки включення поля відбувається при нульновому значенні магнітної індукції, тобто при відсутності сталого намагнічування.

При зменшенні напруженості магнітного поля (крива АС) маємо більші значення індукції у порівнянні із ділянкою ОА. Значення при називаються залишковою індукцією.

Ліквідація заликової індукції вимагає прикладання зворотнього магнітного поля. Значення напруженості магнітного поля при називаються коерцитивною силою.

Феромагнетики бувають з широкою петлею гістерезісу, відповідно, з великим значенням залишкового намагнічування і коерцитивної сили, їх називають жорсткими (або твердими) у магнітному відношенні. М’які у магнітному відношенні феромагнетики мають вузьку петлю гістерезісу

Єффект Баркгаузена Перемагничивание феромагнетика осуществляется резким поворотом или опрокидыванием направления вектора намагничивания в пределах домена. Такие скачкообразные повороты и опрокидывания вектора намагничивания домена называются скачками Баркгаузена. Для их наблюдения ферромагнитный образец помещается в катушке, присоединеной к громкоговорителю или к осциллографу. При каждом повороте или опрокидывании магнитного момента домена меняется магнитный поток через катушку, и возбуждается индукционный ток. В громкоговорителе слышен своеобразный шорох, а на осциллограмме осциллографа появляется беспорядочно меняющийся всплеск. В этом и состоит эффект Баркгаузена.