Термомагнитный метод измерения температуры

	Стр.
Введение	2
1. Зависимость парамагнитной восприимчивости от Температуры	4
2. Свойства парамагнитных солей	6
3. ГРАДУИРОВКА ТЕРМОМЕТРОВ НА ОСНОВЕ ВТОРОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ	10
4. Применение магнитной термометрии	13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ	19
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ	19
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ	20

ВВЕДЕНИЕ

Для измерения температур ниже 1К применяется магнитный термометр, термометрическим параметром которого является восприимчивость подходящей магнитной соли. Экспериментально достижимая область температур постоянно понижается; вместе с тем повышаются требования к точности измерения температуры, поэтому конструирование новых и надёжных приборов становиться жизненно необходимой задачей. Можно сказать, что измерение температуры в миллиградусном диапазоне более сложно, чем само достижение этих температур, и едва ли менее важно.

Наибольшая трудность при измерении температуры ниже 1К и особенно ниже 10мК заключается в приведении термометра в тепловое равновесие с телом, температуру которого необходимо измерить.

В принципе любое физическое свойство, являющееся функцией температуры, можно использовать в качестве термометрического параметра. Практически, однако, реально используемое физическое свойство должно удовлетворять нескольким довольно жестким требованиям: термометрический параметр должен быть легко, быстро и точно измерим; его зависимость от температуры должна быть достаточно простой или по крайней мере должна хорошо объясняться теорией; термометр на основе этого параметра должен обладать высокой чувствительностью, малым временем отклика, небольшой теплоёмкостью.

Парамагнитная восприимчивость χ многих веществ, содер­жащих металлы переходной группы и редкоземельные элементы, хорошо описывается законом Кюри, согласно которому χ обратно пропорциональна Т. Однако вычислить магнитную восприимчивость реального кристалла очень сложно и хотя роль основных влияющих факторов видна вполне ясно, детали проблемы трудны и часто недостаточно понятны. В основном по этой причине магнитная термометрия не применяется для первичных измерений температуры, хотя существует и вторая трудность, состоящая в том, что абсолютные измерения магнит­ной восприимчивости очень сложны. Как мы увидим ниже, кон­станты в функциональной зависимости χ от Т приходится на­ходить градуировкой по другим термометрам. Хотя магнитная термометрия не является первичной в строгом смысле, она занимает важное место в первичной термометрии, выступая в качестве особого интерполяционного и в некоторых случаях экстраполяционного термометра.

Термометры можно разделить на две основные группы: первичные и вторичные. Первичные термометры определяют температуру без предварительной градуировки, тогда как вторичные необходимо градуировать хотя бы при одной известной температуре.

Из множества существующих термометров экспериментатор должен выбрать такой, который наилучшим образом подходит для данного эксперимента, и измерения с которым можно выполнить на имеющемся или доступном оборудовании.

Рассмотрим кратко основные факторы, определяющие температурную зависимость парамаг­нитной восприимчивости конкретных кристаллов и это сделает ясной специфическую роль магнитной термометрии.