Магнетизм
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
°тельной теории ферромагнетизма, ферромагнетики при температурах ниже точки Кюри обладают спонтанной намагниченностью независимо от наличия внешнего намагничивающего поля. Однако это вносило некое противоречие, т.к. многие ферромагнитные материалы при температурах ниже точки Кюри не намагничены.
Для устранения этого противоречия Вейсс ввел гипотезу, согласно которой ферромагнетик ниже точки Кюри разбивается на большое число малых микроскопических (порядка 10-3 10-2 см.) областей доменов, самопроизвольно намагниченных до насыщения.
При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты отдельных атомов ориентированы хаотически и компенсируют друг друга, поэтому результирующий магнитный момент ферромагнетика равен нулю, т.е. ферромагнетик не намагничен.
Внешнее магнитное поле ориентирует по полю магнитные моменты не отдельных атомов, как в парамагнетике, а целых областей спонтанной намагниченности. Поэтому с ростом H намагниченность J (рисунок) и магнитная индукция B уже в слабых полях растет довольно быстро.
Показанное на рис.1 намагничивание такого образца (ферромагнетик) в магнитном поле, напряженность H которого медленно увеличивается, происходит за счет двух процессов: смещения границ доменов и вращения магнитных моментов доменов.
Процесс смешения границ доменов приводит к росту размеров тех доменов, которые самопроизвольно намагничены в направлениях, близких к направлению вектора H.
Процесс вращения магнитных моментов доменов по направлению H играет основную роль только в области, близкой к насыщению (т.е. при H близких к Hs).
Существование доменов в ферромагнетиках доказано экспериментально. Прямым экспериментальным методом их наблюдения является метод порошковых фигур.
На тщательно отполированную поверхность ферромагнетика наносятся водная суспензия мелкого ферромагнитного порошка (магнетит). Частицы оседают преимущественно в местах максимальной неоднородности магнитного поля, т.е. на границах между доменами. Поэтому осевший порошок очерчивает границы доменов.
Дальнейшее развитие теории ферромагнетизма Френкелем и Гейзенбергом, а также ряд экспериментальных фактов позволили выяснить природу элементарных носителей ферромагнетизма.
В настоящий момент установлено, что магнитные свойства ферромагнетиков определяются спиновыми магнитными моментами электронов. Установлено также, что ферромагнитными свойства могут обладать только кристаллические вещества, в атомах которых имеются недостроенные внутренние электронные оболочки с некомпенсированными спинами. В подобных кристаллах могут возникать силы, которые вынуждают спиновые магнитные моменты электронов ориентироваться параллельно друг другу, что и приводит к возникновению областей спонтанного намагничивания. Эти силы, называемые обменными, имеют квантовую природу они обусловлены волновыми свойствами электронов.
Магнитотвёрдые ферромагнетики ферромагнетики, у которых остаточная намагниченность велика (т.е. при воздействии сильного магнитного поля они сами становятся магнитами). Например, сплав альника.
Магнитомягкие ферромагнетики ферромагнетики, концентрирующие в себе внешнее магнитное поле и, пока оно действует, ведут себя как магниты; но если внешнее поле исчезает, они не становятся магнитами.
Экспериментальные задания
1. Наблюдение зависимости намагничивания железа от температуры
Оборудование: магнит дугообразный, булавка или иголка, спиртовка или свечка.
Расположим дугообразный магнит на край стола так, что бы его полюсы немного выступали за край крышки стола. К одному из полюсов приставим стальную булавку или иголку. Под Действием магнитного поля она намагничивается и расположится горизонтально между полюсами магнита. При поднесении пламени к иголке она начинает нагреваться и свободный конец опускается. При охлаждении булавки она занимает первоначальное положение.
Пронаблюдав опыт, можно сделать вывод о том, что ферромагнетические свойства вещества зависят от температуры тела.
2. Наблюдение действия магнитного поля на движущиеся заряды.
Оборудование: осциллограф, магниты.
Осциллограф прибор для демонстрации действия магнитного поля на движущие заряды. Он работает следующим образом: в основании стоит электроннолучевая трубка, которая стреляет электронами. Эти электроны с помощью регулировки концентрируются в одну точку на экране осциллографа. Поднося магнит к экрану можно заметить отклонение точки (т.е. сконцентрированных электронов). Поднося другой полюс магнита точка отклоняется в противоположенную сторону. Если увеличить силу магнитного поля в 2 раза, то заметим что, точка отклоняется в 2 раза дальше, чем прежде. Этот опыт ещё раз доказывает, что направление электронов зависит от магнитного поля, в котором эти электроны находятся. Это силу открыл Д. Ленц, и назвали силой Ленца (FЛ) (Правило левой руки).
Заключение
В заключение хочу сказать, что я выбрал данную тему для реферата из-за её актуальности и доказал это. Нет области прикладной деятельности человека, где бы ни применялись магниты. Особенно пользуются успехом у человечества генераторы переменного тока и ферромагнетики (это составляющие создания и распространения тока по всё квартирам).
Ферриты и изделия из них начиная с момента их изобретения нашли наиболе