Определение точки Кюри и магнитного момента молекулы ферромагнетика
Автор: kaisar1111 • Сентябрь 22, 2019 • Лабораторная работа • 2,560 Слов (11 Страниц) • 537 Просмотры
Работа № 11
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧКИ КЮРИ И МАГНИТНОГО МОМЕНТА МОЛЕКУЛЫ ФЕРРОМАГНЕТИКА
ЦЕЛЬ: наблюдение изменения петли гистерезиса в процессе перехода ферромагнетика в парамагнитное состояние, построение зависимости В(Т), определение температуры Кюри и вычисление магнитного момента молекулы ферромагнетика.
ОБОРУДОВАНИЕ: генератор напряжений специальной формы, осциллограф, «Реостат», «Интегратор тока», «Нагреватель».
В в е д е н и е
Замечание: необходимо прочитать Введение в работе № 8, и Введение с методикой измерений в работе № 10.
Точка Кюри – это температура Tс, выше которой намагниченность каждого домена ферромагнетика равна нулю вследствие разориентирующего теплового движения молекул и вещество переходит в парамагнитное состояние.
По мере уменьшения температуры ниже Tc намагниченность ферромагнетика J возрастает, так как магнитные моменты его молекул в пределах каждого домена стремятся выстроиться параллельно друг другу. При достаточно низких температурах магнитные моменты всех доменов устанавливаются вдоль внешнего магнитного поля: наступает магнитное насыщение, при котором намагниченность вещества Js максимальна. Ее величина (магнитный момент единицы объема образца) равна сумме магнитных моментов молекул:
Js = nm, (1) [pic 1]
где n – концентрация молекул ферромагнетика; μm – магнитный момент одной молекулы.
Строго говоря, полное насыщение, для которого справедлива формула (1), возможно только при T = 0 К. Соответствующую этой температуре величину Js(0) можно найти из связи магнитной индук-
ции
с намагниченностью [pic 2]
μ0(+), (2) [pic 3][pic 4][pic 5]
где μ 0 = 4π10–7 Гн/м – магнитная постоянная.
М е т о д и з м е р е н и й
Согласно выражению (2) намагниченность насыщения при T=0 К
Js(0) = Bs(0)/ μ 0 – Hs(0) ≌ Bs(0)/ μ 0, (3)
где Hs(0) << Bs(0)/ μ 0, а индекс «s» означает, что величины относятся к состоянию насыщения ферромагнетика.
Так как напряженность H внешнего магнитного поля не зависит от температуры, то величина Hs(0) = Hs(T). Индукцию насыщения Bs(0) можно найти экстраполяцией кривой Bs(T) в область абсолютного нуля температуры.
Метод определения величин индукции B и напряженности H магнитного поля с помощью петли гистерезиса описан в работе № 10. Там получены следующие расчетные формулы:
Напряженность поля H в вершине петли гистерезиса
H = 2IN1/I , (4) [pic 6]
где I – действующее значение тока, измеряемое амперметром; N1 – число витков первичной (намагничивающей) обмотки тороида; l – длина средней осевой линии тороида.
Величина магнитной индукции насыщения Bs пропорциональна координате y вершины петли гистерезиса:
...