Физическая природа ферромагнетизма

Это явление смогла объяснить только квантовая физика.

Между спиновыми магнитными моментами электронов в атомах существует так называемое «обменное взаимодействие» - чисто квантовый эффект, вследствие которого магнитные моменты атомов устанавливаются параллельно друг другу в некоторой макроскопической области кристалла. Такие области спонтанного намагничивания называют доменами. Их размеры порядка 10 мкм. В отсутствие внешнего поля намагниченности разных доменов направлены по-разному и в сумме дают .

При постепенном увеличении внешнего поля Н происходит следующее:

- Сначала смещаются границы доменов: те, у которых намагниченность направлена по полю или образует с вектором малые углы, растут за счет доменов, у которых направлена против поля или образует с большие углы (рис. 2).

- Когда все невыгодные домены «съедены» (рис. 3), «победивших» доменов или медленно поворачивается с ростом Н (если угол между и мал), или меняет своё направление скачком (если угол между и велик), устанавливаясь в конце концов строго вдоль линий . Это соответствует насыщению (рис. 4).

Рис. 1. Рис. 2. Рис. 3. Рис. 4.

После выключения внешнего поля намагниченность немного уменьшается, но сохраняется очень долгое время. Доменный порядок можно разрушить нагреванием, или ударив по образцу молотком.

Демонстрация: «шумы перемагничивания». Намагниченный образец вращается между полюсами постоянного магнита. При перемагничивании образца сдвигаются границы доменов, что сопровождается шумом – его можно услышать с помощью усилителя.

Дата добавления: 2014-11-25