Что называют точкой кюри. Температурная зависимость намагниченности и точка кюри

4. "ИНДУКЦИЯ" АДАМА СМИТА И "ДЕДУКЦИЯ" ДАВИДА РИКАРДО. ТОЧКА ЗРЕНИЯ ЛОККА И ТОЧКА ЗРЕНИЯ СПИНОЗЫ В ПОЛИТИЧЕСКОЙ ЭКОНОМИИ Логические моменты и коллизии в развитии политической экономии остались бы непонятными, если бы мы не установили реальные связи между нею -- и

Кюри точка

Глава 11. Соединения точка-точка и ретрансляторы

Глава 11. Соединения точка-точка и ретрансляторы Использование радио для расширения зоны действия локальной сети - идея не новая. Оборудование и программное обеспечение для добавления удаленных клиентов существует, по крайней мере, уже в течение десяти лет. Школьники,

4.5 Протоколы связей "точка-точка"

4.5 Протоколы связей "точка-точка" Датаграммы IP могут передаваться по связям "точка-точка" между парой хостов, хостом и маршрутизатором или парой маршрутизаторов. Протокол IP передает датаграмму посредством множества различных взаимодействий TCP или UDP по одиночной связи

D.2.1 Присваивание маски линии "точка-точка"

D.2.1 Присваивание маски линии "точка-точка" Начнем со связи "точка-точка" (Point-to-Point). Хотя в некоторых сайтах не присваивают IP-адреса линиям "точка-точка", многие маршрутизаторы обеспечивают такую возможность, и мы рассмотрим сначала именно этот вариант. Для любой цепи

Болезненная точка соответствия - это лечебная точка Для эффективного лечения по системам соответствия пальцев неважно, чем вызвано заболевание, необходимо лишь знать, где оно располагается. Этого достаточно, чтобы на основании подобия правильно находить лечебные

Болезненная точка соответствия - это лечебная точка

Болезненная точка соответствия - это лечебная точка Для эффективного лечения по системам соответствия пальцев неважно, чем вызвано заболевание, необходимо лишь знать, где оно располагается. Этого достаточно, чтобы на основании подобия правильно находить лечебные точки

Точка Кюри, или температура Кюри Т С – температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной – в ферромагнетиках, электрической – в сегнетоэлектриках, кристаллохимической – в упорядоченных сплавах). При температуре ниже точки Кюри ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью и определённой магнитно-кристаллической симметрией. В точке Кюри (T = Т С ) интенсивность теплового движения атомов ферромагнетика оказывается достаточной для разрушения его самопроизвольной намагниченности («магнитного порядка») и изменения симметрии, в результате ферромагнетик становится парамагнетиком. Аналогично у антиферромагнетиков при T = Т С (в так называемой антиферромагнитной точке Кюри или точке Нееля ) происходит разрушение характерной для них магнитной структуры (магнитных подрешёток), и антиферромагнетики становятся парамагнетиками. В сегнетоэлектриках при T = Т С тепловое движение атомов сводит к нулю самопроизвольную упорядоченную ориентацию электрических диполей элементарных ячеек кристаллической решётки. В упорядоченных сплавах в точке Кюри (её называют в случае сплавов также точкой Курнакова ) степень дальнего порядка в расположении атомов (ионов) компонентов сплава становится равной нулю.

Таким образом, во всех случаях фазовых переходов II рода (типа точки Кюри) при T = Т С в веществе происходит исчезновение того или иного вида атомного «порядка» (упорядоченной ориентации магнитных или электрических моментов, дальнего порядка в распределении атомов по узлам кристаллической решётки в сплавах и т. п.). Вблизи точки Кюри в веществе происходят специфические изменения многих физических свойств (например, теплоёмкости, магнитной восприимчивости и др.), достигающие максимума при T = Т С, что обычно и используется для точного определения температуры фазового перехода.

Выше T С ферромагнетик переходит в парамагнитное состояние, а в некоторых случаях (редкоземельные металлы) – в антиферромагнитное. Температурный ход магнитной проницаемости μ (или восприимчивости æ) ферромагнетиков имеет явно выраженный максимум вблизи T С. При Т > T С восприимчивость обычно следует закону Кюри–Вейса. При намагничивании ферромагнетиков изменяются их размеры и форма (магнитострикция ). Поэтому кривые намагничивания и петли гистерезиса зависят от внешних напряжений. Наблюдаются также аномалии в величине и температурной зависимости упругих постоянных, коэффициентов линейного и объёмного расширения. При адиабатическом намагничивании и размагничивании ферромагнетики изменяют свою температуру (магнитное охлаждение ).

существуют сильномагнитные вещества - ферромагнетики - вещества, обладающие спонтанной намагниченностью, т. е. они намагниче­ны даже при отсутствии внешнего магнитного поля. К ферромагнетикам кроме основ­ного их представителя - железа (от него и идет название «ферромагнетизм») - от­носятся, например, кобальт, никель, гадолиний, их сплавы и соединения.

Ферромагнетики помимо способности сильно намагничиваться обладают еще и другими свойствами, существенно отличающими их от диа- и парамагнетиков. Если для слабомагнитных веществ зависимость J от Н линейна, то для ферромагнетиков эта зависимость, является довольно сложной. По мере возрастания Н намагниченность J сначала растет быстро, затем медленнее и, наконец, достигается так называемоемагнитное насыщение J нас, уже не зависящее от напряженности поля. Подобный характер зависимости J от Н можно объяснить тем, что по мере увеличения намагничивающего поля увеличивает­ся степень ориентации молекулярных магнитных моментов по полю, однако этот процесс начнет замедляться, когда остается все меньше и меньше неориентированных моментов, и, наконец, когда все моменты будут ориентированы по полю, дальнейшее увеличение J прекращается и наступает магнитное насыщение.

Магнитная индукция B = m 0 (H+J ) в слабых полях растет быстро с ростом H вследствие увеличения J , а в сильных полях, поскольку второе слагаемое постоянно (J=J нас), В растет с увеличением Н по линейному закону.

Существенная особенность ферромагнетиков - не только большие значения m (на­пример, для железа - 5000, для сплава супермаллоя - 800 000!), но и зависимость m от Н . Вначале m растет с увеличением Н, затем, достигая максимума, начинает уменьшаться, стремясь в случае сильных полей к 1 (m = B /(m 0 H ) = 1 + J/H, поэтому при J = J нас = const с ростом Н отношение J/H ® 0, m ®1).

Характерная особенность ферромагнетиков состоит также в том, что для них зависимость J от H (а следовательно, и В от Н ) определяется предысторией намагниче­ния ферромагнетика. Это явление получило название магнитного гистерезиса . Если намагнитить ферромагнетик до насыщения, а затем начать умень­шать напряженность Н намагничивающего поля, то, как показывает опыт, умень­шение J. При Н = 0 J отличается от нуля, т. е. в ферромагнетике наблюдается остаточное намагничение J ос. С наличием остаточного намагничения связано существованиепостоянных магнитов. Намагничение обращается в нуль под действием поля Н с, имеющего направление, противоположное полю, вызвавшему намагничение. Напряженность Н с называется коэрцитивной силой .

При дальнейшем увеличении противоположного поля ферромагнетик перемагничивается, и при Н = –H нас достигается насыщение. Затем фер­ромагнетик можно опять размагнитить и вновь перемагнитить до насыщения

Таким образом, при действии на ферромагнетик переменного магнитного поля намагниченность J изменяется в соответствии с кривой, которая называетсяпетлей гистерезиса (от греч. «запаздывание»). Гистерезис приводит к тому, что намагничение ферромагнетика не является однозначной функцией Н, т.е. одному и тому же значению Н соответствует несколько значений J.

Различные ферромагнетики дают разные гистерезисные петли. Ферромагнетики с малой (в пределах от нескольких тысячных до 1-2 А/см) коэрцитивной силой Нс (с узкой петлей гистерезиса) называются мягкими , с большой (от нескольких десятков до нескольких тысяч ампер на сантиметр) коэрцитивной силой (с широкой петлей гистерезиса) - жесткими . Величины Нс, J ос и m max определяют применимость фер­ромагнетиков для тех или иных практических целей. Taк, жесткие ферромагнетики (например, углеродистые и вольфрамовые стали) применяются для изготовления постоянных магнитов, а мягкие (например, мягкое железо, сплав железа с нике­лем) - для изготовления сердечников трансформаторов.

Ферромагнетики обладают еще одной существенной особенностью: для каждого ферромагнетика имеется определенная температура, называемая точкой Кюри , при которой он теряет свои магнитные свойства. При нагревании образца выше точки Кюри ферромагнетик превращается в обычный парамагнетик. Переход вещества из ферромагнитного состояния в парамагнитное, происходящий в точке Кюри, не со­провождается поглощением или выделением теплоты, т.е. в точке Кюри происходит фазовый переход II рода (см. § 75).

Наконец, процесс намагничения ферромагнетиков сопровождается изменением его линейных размеров и объема. Это явление получило название магнитострикции

Природа ферромагнетизма

Рассматривая магнитные свойства ферромагнетиков, мы не вскрывали физическую природу этого явления.

Согласно представлениям Вейсса, ферромагнетики при температурах ниже точки Кюри обладают спонтанной намагниченностью независимо от наличия внешнего намагничивающего поля. Спонтанное намагничение, однако, находится в кажущемся противоречии с тем, что многие ферромагнитные материалы даже 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 макроскопических областей - доменов , самопроизвольно намагниченных до насыщения.

При отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты отдельных до­менов ориентированы хаотически и компенсируют друг друга, поэтому результиру­ющий магнитный момент ферромагнетика равен нулю и ферромагнетик не намаг­ничен. Внешнее магнитное поле ориентирует по полю магнитные моменты не отдель­ных атомов, как это имеет место в случае парамагнетиков, а целых областей спонтан­ной намагниченности. Поэтому с ростом Н намагниченность J и магнит­ная индукции В уже в довольно слабых полях растут очень быстро. Этим объясняется также увеличение m ферромагнетиков до максимального значения в слабых полях. Эксперименты показали, что зависимость B от H не является такой плавной, а имеет ступенчатый вид. Это свидетельствует о том, что внутри ферромагнетика домены поворачиваются по полю скачком.

При ослаблении внешнего магнитного поля до нуля ферромагнетики сохраняют остаточное намагничение, так как тепловое движение не в состоянии быстро дезориен­тировать магнитные моменты столь крупных образований, какими являются домены. Поэтому и наблюдается явление магнитного гистерезиса. Для того чтобы ферромагнетик размагнитить, необходимо приложить коэрцитивную силу; размаг­ничиванию способствуют также встряхивание и нагревание ферромагнетика. Точка Кюри оказывается той температурой, выше которой происходит разрушение доменной структуры.

Существование доменов в ферромагнетиках доказано экспериментально. Прямым экспериментальным методом их наблюдения является метод порошковых фигур . На тщательно отполированную поверхность ферромагнетика наносится водная суспензия мелкого ферромагнитного порошка (например, магнетита). Частицы оседают преиму­щественно в местах максимальной неоднородности магнитного поля, т. е. на границах между доменами. Поэтому осевший порошок очерчивает границы доменов и подобную картину можно сфотографировать под микроскопом. Линейные размеры доменов оказались равными 10 –4 - 10 –2 см.

В настоящее время установлено, что магнитные свойства ферромагнетиков определяются спиновыми магнитными моментами элект­ронов (прямым экспериментальным указанием этого служит опыт Эйнштейна. Установлено также, что ферромагнитными свойствами могут обладать только кристаллические вещества, в атомах которых имеются недостроен­ные внутренние электронные оболочки с нескомпенсированными спинами. В подо­бных кристаллах могут возникать силы, которые вынуждают спиновые магнитные моменты электронов ориентироваться параллельно друг другу, что и приводит к возникновению областей спонтанного намагничения. Эти силы, называемые обменными силами, имеют квантовую природу - они обусловлены волновыми свойствами электронов.

Похожая информация.

(температура Кюри) (q или Тс), темп-pa фазового перехода II рода, характеризующегося непрерывным изменением состояния в-ва с приближением к точке фазового перехода и приобретением качественно нового св-ва в этой точке. Назв. по имени П. Кюри, подробно изучившего этот переход у ферромагнетиков. При темп-ре Т ниже К. т. Тс ферромагнетики обладают самопроизвольной (спонтанной) намагниченностью (Js) и определённой магнитно-крист. симметрией. При нагреве ферромагнетика и приближении к К. т. усиливающееся тепловое движение атомов «расшатывает» существующий магн. порядок- одинаковую ориентацию магн. моментов атомов. Для количеств. хар-ки изменения магн. упорядоченности вводят т. н. параметр порядка h, за к-рый можно принять в случае ферромагнетиков их намагниченность. При Т®Тс параметр порядка h®0, а в К. т. самопроизвольная намагниченность ферромагнетиков исчезает (h= 0), ферромагнетики становятся парамагнетиками. Аналогично у антиферромагнетиков при Т= Тс (в т. н. антиферромагнитной К. т., или Нееля точке) происходит разрушение характерной для них магнитной структуры атомной (магн. подрешёток), и антиферромагнетики также становятся парамагнетиками. В сегнетоэлектриках при Т=Тс тепловое движение атомов сводит к нулю самопроизвольную упорядоченную ориентацию электрич. диполей элем. ячеек крист. решётки. В упорядоченных сплавах в К. т. (в точке Курнакова) исчезает дальний порядок в расположении атомов (ионов) компонентов сплава (см.ДАЛЬНИЙ И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК). Вблизи К. т. в в-ве происходят специфич. изменения многих физ. св-в (напр., теплоёмкости, магн. восприимчивости), достигающие максимума при Т=Тс (см.) (см. Критические явления), что обычно и используется для точного определения темп-ры фазового перехода. Значения К. т. для разл. в-в приведены в ст. (см. АНТИФЕРРОМАГНЕТИЗМ, ФЕРРОМАГНЕТИЗМ, СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ).

Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия .Главный редактор А. М. Прохоров .1983 .

КЮРИ ТОЧКА

(температура Кюри, Т с )в общетермодинамическом понимании - точка на кривой фазовых переходов 2-го рода, связанных с возникновением (разрушением) упорядоченного состояния в твёрдых телах при изменении темп-ры, но при заданных значениях др. термодинамич. параметров (давления Р, магн. поля Н , электрич. поля Е и т. д.).

Чаще этот термин применяют только к переходам в магнитоупорядоченное (ферро- и ферримагнитное) и в сегнетоэлектрическое состояния. Фазовый переход из ферромагн. состояния в парамагнитное (неупорядоченное) впервые наблюдал П. Кюри в 1895. В К. т. скачком изменяется симметрия кристаллич. вещества (см. Симметрия кристаллов, Магнитная симметрия). В случае переходов ферромагнетик - парамагнетик и сегнетоэлектрик - параэлектрик К. т. является изолиров. точкой на фазовой диаграмме в координатах Я (или Е) - Т, т. к. с точки зрения симметрии состояние ферромагнетика (сегнетоэлектрика) в поле H (или Е), направленном вдоль оси лёгкого намагничивания, не отличается от состояния парамагнетика в том же поле. Этим переход в ферро- и ферримагн. состояния отличается от перехода в антиферромагн. состояние. В последнем случае и в магн. поле происходит скачкообразное изменение симметрии. Антиферромагн. К. т. наз. Нееля точкой. Для всех магнитных фазовых переходов характерно, что при Т>Т c вещество находится в парамагн. состоянии. Ниже К. т.- в магнитоупорядоченном состоянии, к-рое сохраняется до T = 0К, хотя в интервале темп-р возможны переходы из одного магнитоупорядоченного состояния в другое.

У сегнетоэлектриков могут существовать две К. т.: Т С 1 и Т С 2. При Т>Т С 1 вещество является параэлектриком. При охлаждении до Т С 1 наступает переход в упорядоченное сегнетоэлектрич. состояние, а ниже T C 2 возникает вновь параэлектрич. состояние.

В упорядочивающихся сплавах с охлаждением до К. т. (к-рая в случае сплавов носит также назв. точки Курнакова) атомы начинают располагаться упорядоченно - по узлам кристаллич. решётки сплава (возникают зародыши упорядоченной фазы).

Во всех перечисленных случаях перехода в упорядоченное состояние последнее можно описать параметром порядка (спонтанной намагниченностью в ферромагнетиках, намагниченностью магнитных подрешеток в антиферромагнетиках, спонтанной поляризацией в сегнетоэлектриках, долей упорядочившихся атомов в сплавах). При Т>Т С h 0, при Т Т c с понижением темп-ры начинается рост , к-рый может быть описан законом , где = ( Т-Т С)/Т С, а - критический показатель (см. Критические явления).