Spontánní magnetizace - Spontaneous magnetization

Spontánní magnetizace je vzhled objednaného roztočit Stát (magnetizace ) při nulovém magnetickém poli v a feromagnetický nebo ferimagnetický materiál pod a kritický bod volal Curieova teplota nebo T_C.

Přehled

Zahřívá se na teploty nad T_Cse stávají feromagnetické materiály paramagnetické a jejich magnetickému chování dominuje točit vlny nebo magnony, což jsou boson kolektivní buzení s energiemi v rozsahu meV. Magnetizace, ke které dochází níže T_C je slavný^{[Citace je zapotřebí ]} příklad „spontánní“ rozbití a globální symetrie, fenomén, který popisuje Goldstoneova věta. Termín „narušení symetrie“ označuje volbu a směr magnetizace podle zatočení, která mají sférická symetrie výše T_C, ale a upřednostňovaná osa (směr magnetizace) níže T_C.

Teplotní závislost

K aproximaci prvního řádu je teplotní závislost spontánní magnetizace při nízkých teplotách dána vztahem Bloch je zákon:^[1]

${ displaystyle M (T) = M (0) doleva (1- (T / T_ {c} doprava) ^ {3/2}),}$

kde M (0) je spontánní magnetizace při absolutní nula. Pokles spontánní magnetizace při vyšších teplotách je způsoben rostoucím buzením točit vlny. V popis částice, spinové vlny odpovídají magnetům, které jsou nehmotné Goldstoneovy bosony odpovídající zlomená symetrie. To platí přesně pro izotropní magnet.

Magnetická anizotropie, to je existence snadného směru, kterým se momenty v krystalu spontánně vyrovnají, odpovídá však „masivním“ magnetům. To je způsob, jak říci, že jejich vybudení stojí minimální množství energie, a proto je velmi nepravděpodobné, že by byli vzrušeni jako ${ displaystyle T rightarrow 0}$. Proto je magnetizace anizotropního magnetu těžší zničitelná při nízké teplotě a teplotní závislost magnetizace se odpovídajícím způsobem odchyluje od Blochova zákona. Všechny skutečné magnety jsou do určité míry anizotropní.

Blízko Curieovy teploty,

${ displaystyle M (T) propto doleva (T_ {c} -T doprava) ^ { beta},}$

kde β je kritický exponent to záleží na třída univerzality magnetické interakce. Experimentálně je exponent 0.34 pro Fe a 0.51 pro Ni.^[2]

Empirická interpolace obou režimů je dána vztahem

${ displaystyle { frac {M (T)} {M (0)}} = levý (1- (T / T_ {c} pravý) ^ { alfa}) ^ { beta},}$

je snadné zkontrolovat dva limity této interpolace, které se řídí zákony podobnými zákonu Bloch ${ displaystyle T rightarrow 0}$a kritické chování pro ${ displaystyle T rightarrow T_ {C}}$, resp.

Viz také

• Magnetizace

Poznámky a odkazy

Další čtení

• Ashcroft, Neil W .; Mermin, N. David (1976). Fyzika pevných látek. Holt, Rinehart a Winston. ISBN  0-03-083993-9.CS1 maint: ref = harv (odkaz)
• Chikazumi, Sosin (1997). Fyzika feromagnetismu. Clarendon Press. ISBN  0-19-851776-9.CS1 maint: ref = harv (odkaz)