Posedă proprietăți puternic magnetice și a unor oxizi de fier, nichel și cobalt. Astfel de materiale sunt în contrast cu on-aliaje sunt numite feritele. Acestea, în special,-Ness se referă magnetit, proprietățile magnetice ale oamenilor co-torogo întâlnite în cele mai vechi timpuri.
Studiul materialelor feromagnetice întotdeauna a fost acordată o atenție elani de mult, deoarece acestea sunt utilizate pe scară largă în inginerie electrică și electronică. Mult credit pentru acest lucru aparține celebrului fizician român AG Table-Tov (1839-1896); În primul rând el a subliniat modul corect de a studiilor de materiale feromagnetice.
gadoliniu - - In 1935 godu patrulea membru feromagnetică a fost deschis din grupul de pământuri rare de elemente-mente [3]). Foarte recent s-a constatat că un alt element - disprosiu, - un tabel element în picioare polițiștii adiacente cu gadolinium și care aparțin aceluiași grup, de asemenea, are feromagnetism. Cu toate acestea, Gado-linii și disprosiu ca materiale magnetice practic pentru ca cerul nu contează și sunt numai de interes științific.
În plus, cercetătorii au arătat că cele două elemente - crom și mangan, alierea cu unele elemente-ter, cum ar fi cupru și aluminiu, sunt puternic feromagnetic. Astfel, aliajul constituit din mangan, cupru și aluminiu, poate servi ca un magnet bun. Kim So-un fel a fost stabilit un fapt remarcabil faptul că aliajele unor elemente-politisti paramagnetice si diamagnetice devin feromagnetic.
In schimb, elemente feromagnetice, cum ar fi nichel-Lezo și fiind condensat la un anumit Proport-TION, formează un material cu o astfel de proprietăți magnetice slabe, care trebuie să fie considerată ca fiind mai degrabă paramagnetic NYM decât feromagnetic. Un exemplu de astfel de material poate fi un aliaj constând din nichel (27%) și același Lez (73%).
Spre deosebire de corpurile paramagnetice care posedă, după cum știm deja, o magnetizare mică în materiale feromagnetice (așa-numitul material feromagnetic abreviată), chiar și într-un câmp magnetic foarte slab apare magnetizare-magnetizările în zeci și sute de mii de ori mai mare decât în corpurile paramagnetice . Acest lucru se datorează faptului că în Ferro
magneți momentelor magnetice atomice pot fi relativ ușor rotit de-a lungul câmpului. Datorită acestui fapt și de a obține mai mult de magnetizare a materialelor feromagnetice, deși momentul magnetic al fiecărui atom individual și numărul de magneți atomice nu sunt prea mult diferit de ceea ce avem pentru substanțe paramagnetice.
De ce în corpurile feromagnetice atomice de magneziu-ticuri „ușor“ porniți pe teren decât în paramagnetic-TION? Faptul este că, în materialele feromagnetice în Otley-Chiyo cu magneți atomice paramagnetice puternic
Fig. 14. feromagnet într-un câmp magnetic și în afara acestuia.
Interacționează unul cu altul. Această interacțiune la multe mari și este de o asemenea natură încât atomii ca și în cazul în care combinate în grupuri cu aceeași direcție a-mag netic momente. Astfel, cel puțin feromagnetism tic-au deja grupuri separate de magneți atomice având aceeași direcție. Cu alte cuvinte, în feromagnetic-netikah indiferent de câmpul magnetic extern sushchest-exista zone ale corpului deja complet magnetizat-WIDE (Fig. 14). Aceste zone sunt numite regiuni de magnetizare spontană (cuvântul „samoproiz-free“ înseamnă că magnetizarea nu a apărut ca urmare a impactului câmpului extern, și sub influența forțelor interatomice în materie *)). În fiecare astfel de regiune
există zeci și sute de miliarde de atomi. Dacă câmpul extern, nu este prezent, atunci totalul momentelor magnetice (sau la magnetizare) Regiunile sunt aranjate aleatoriu, iar corpul nu prezintă proprietățile sale magnetice. Când locațiile schenii-feromagnet în domeniu (Fig. 14), a-mentelor magnetice mo zone separate, cum ar fi magneți ustanav-Liban a lungul liniilor de câmp și adăugați până la a crea o magnetizare mare. Studiile au încă-Zali că momentele magnetice ale zonelor „mai ușor“ pentru a porni de-a lungul liniilor de câmp decât momentele magnetice individuale ale atomilor.
Prima presupunere este că există anumite forțe interne care conduc la magnetizarea spontană a materialelor feromagnetice, exprimată la sfârșitul secolului trecut, fizicianul rus-cerul B. L. Rozing. Ceva mai târziu, în 1907, savantul francez P. Weiss (1865-1940), această idee a fost dezvoltat mai detaliat. Weiss și Rosing nu știa nimic despre originea forțelor interne din material feromagnetic-evaluat, ceea ce duce la spontane magnetizare-magnetizările. Care este natura acestor forțe care cauzează magneți atom-Nye fără câmpuri magnetice străine sunt combinate în spontane magnetizarea stimul? Pe aceasta intrebare printre oamenii de știință a fost mult timp o controversă mare. Mulți au fost înclinați la faptul că forțează originea pur magnetică. Ei au crezut că magneții atom-LARG interacționează între ele ca și magneți convenționali. Calculele teoretice, cu toate acestea, atâta timp-Zali că forțele magnetice nu pot provoca magnetizarea liber-samoproiz. Aceste forțe sunt atât de mici încât chiar și la temperaturi foarte scăzute, atomii termic de mișcare tensiune ar împiedica formarea unor grupuri stabile O magneți atomice paralele (t. E. O magnetizare spontană coș penetrare), iar corpul ar comporta mai mult ca un paramagnetic decât un fero este magnetic.
Cercetătorul sovietic Ya. G. Dorfman, pentru prima dată a demonstrat că forțele interne, provocând magnetizare spontană de la-au o origine non-magnetic. In experimentele sale efectuate observația Deviația beta - razele prin trecerea lor printr-o placă subțire, feromagnetică magnetizat și nemagnetizat.
Beta-razele sunt emise în dezintegrarea elementelor radioactive, polițiști, de exemplu, radiu și reprezintă fluxuri de electroni care zboară la viteze foarte mari. Acesti electroni rapizi poate curge între atomii din plăcile metalice subțiri. Dacă între atomii feromagnet-au existat puternic magnetic Mami
// aneleZaya magnetizat plas / PATA
Fig. Diagrama 15. experimentului dovedind că magnetizarea spontană nu se poate datora interacțiunii atomilor viem magnetice substanță.
Câmpurile care sunt suficiente pentru a crea o spontan IDMAGN-Ness, ei ar trebui să devieze puternic electronii. Cu toate acestea, experiența nu se observă: trece prin placa, raze beta divergenta neimportanta TION (Figura 15.), Indicând că slăbiciunea câmpurilor magnetice produse de magneți atomice.
După experimente Dorfman a avut ideea de a privi obyas-a naturii Rosing forțelor interne - Weiss nu-magician magnetice, și interacțiunea electrică de atomi învecinate, mov. Leningrad Ya. I. Frenkel om de știință în 1928, a arătat că magnetizarea spontană a materialului Ferro-magnetic datorită forțelor electrice acționează între magneți atomice conductoare. El a arătat că sub influența acestor forțe în ferromagnets atomice magneziu-ticurile sunt aranjate paralel una cu alta, iar starea lor este stabilă.
Energia electrică în substanțe feromagnetice la-mare, astfel încât mișcarea termică a atomilor nu este Naru-șifonarea aranjamentul paralel de magneți. Numai la temperaturi relativ ridicate, atunci când mișcarea termică a atomilor devine deosebit de intens acest paralelism este perturbat. Experimentele au arătat că, dacă pe-grevat orice corp feromagnetic este magnetizat-Ness începe să scadă, la început încet, apoi mai repede și mai repede, și în cele din urmă aproape dispare. Acest lucru se datorează faptului că la unele forțe electrice cu care temperatura critică între atomii nu este mo-gut păstrează momentele magnetice ale atomilor într-o poziție paralelă și magnetizarea spontană dispare.
Fig. 16. unghii înroșit Încălzit isi pierde proprietatile fero magnetice și încetează să mai fie atrase de un magnet. Urmatoarea - Motor "magneto-termice".
Corpul devine slab magnetic (paramagnetic). Acest lucru poate fi văzut într-un experiment simplu. cui de fier, la temperatura normală este tras electro-magnet. Dar dacă este roșu fierbinte, sudoarea unui cui-ryaet proprietățile sale feromagnetice și cădere (Fig. 16a).
Foarte eficient și experiență diferită. Plasat lângă polii electromagnetului "magnetic" spinner, pre-resents o roată, spițe, care sunt realizate din fire audio-kelevyh (Fig. 16b). Dacă spițe de căldură, care sunt aproape de pol, placa turnantă începe să se rotească în jurul unei axe verticale. Rotație-obyas prin faptul că foraj, devine în flacăra arzătorului, se încălzește rapid, pierde proprietățile feromagnetice și n-restaot atrase de pol; locul său, din cauza unui pol de atracție, durează mai mult de un ac rece.
Acest proces se repetă tot timpul, și, prin urmare, placa turnantă începe să se rotească în mod continuu. Obținem un motor specific-TION. Cu toate acestea, eficiența unui astfel de motor termomagmetica este foarte scăzută.
Pentru prima dată, dispariția proprietăților magnetice când fierul încălzit descris încă 1600 William Gilbert engleză medic, primul investigator magnetism. Mai multe în fenomenul fracțională a fost investigat în 1895 de către omul de știință francez Pierre Curie. Temperatura la care materialul feromagnetic își pierde proprietățile feromagnetice,
A devenit cunoscut ca temperatura Curie, sau punctul Curie.
Pentru fier, această temperatură este de 768 ° C până la 365 ° C nichel, cobalt aliaj 1150 ° C, cu durată de 30% nichel și 70% fier și are un punct Curie de 80 ° C, iar elementul de gadoliniu 16 ° C; urmează secvența, la sala tures temp gadoliniu este în starea paramagnetic și numai la temperaturi joase a găsit sale fero-magnetism.
În unele substanțe interacțiunea electrică a momentelor magnetice ale atomilor cauzează magnetului momente ale atomilor sunt aranjate în antiparalel ( „anti“ înseamnă împotriva) între ele (fig. 17), t. E. Fuss-pocaieste spontane magnetizare antiparalel-Ness. Acest fenomen se numește antiferomagnetismul-semitism.
Antiferomagnetismul posedă niște oxizi de mangan, cobalt, crom și multe alte substanțe. Pentru fiecare dintre aceste substanțe, cum ar fi feromagnetism există temperatura Curie la care dispunerea mente magnetice-mo distrus Antipus-paralel-ordonat - corpul antiferomagnetica co-picioare devine paramagnetic.
Fig. 17. Samoproizvol Noe antiparallelnse aranjament momentelor magnetice, ceea ce duce la antiferomagnetismul.
Să considerăm acum în detaliu modul în care partajate regiune a magnetizarii spontane în feromagnetic-netike. După cum știm deja, interacțiunea dintre magneți tind să se îndrepte spre reciproc po- oppositely
poli de atunci, pentru că situația lor va fi stabil. Dispunerea mai stabilă a mai multor magneziu-ing este de așa natură încât să formeze un sistem închis, de exemplu, un patrulater (fig. 18a). Aceasta explică de ce feromagnet nu poate consta în întregime o singură zonă a magnetizarii spontane: TA-ceva stare de feromagnet este instabilă. Mai stabil va fi atunci când acest lucru se va rupe magnetizarii spontane pe teren, care raspolo-
Fig. 18. feromagnet este împărțită în regiuni de magnetizare spontană, care tind să rămână lanțuri închis-tymi.
Motivele pentru divizarea unui feromagnet în domeniul magnetizare auto arbitrar descoperit sovietic-fi fizica de L. D. Landau și E. M. Lifshits.
Cum să ne asigurăm că experiența existenței magnetizare zone SA-moproizvolnoy? Acest lucru poate fi făcut în mod conștient modalitate directă de simplu. Fiecare zonă este ca un magnet mic; Prin urmare, la interfața dintre ºtergeri-styami trebuie să existe împrăștiate câmpuri magnetice (așa cum există ele în magneți). Aceste câmpuri pot fi o călătorie dus-pulverizarea suprafeței lustruite fero magnetic lichid material în care vzmuchen fier pulbere foarte fină. Dacă lichidul este vâscos, particulele de pulbere nu se rezolva pe fundul vasului și se află în fluid în stare „suspendat“. Urmărind microscopului într-o suprafață feromagnetic, se poate observa că particulele de pulbere în loc de umflare câmpuri împrăștiate Raspaud Laga pe suprafața unui model regulat (fig. 19) se aseamănă cu zone de localizare IDMAGN-Ness, așa cum se arată în Fig. 18. Astfel de modele sunt observate la-feromagnetic suprafață chiar și fără câmpul magnetic extern, dar ele nu vor apărea niciodată pe suprafața materialelor non-feromagnetice.
Fig. 19. Modelele de pulberi magnetice observate pe suprafața fero magnetic fier cristal de siliciu. Gaeta pe pulbere LAYOUT magnetic de-a lungul limitelor zonelor magnetizare SELF-TEST-arbitrar.
Schimbarea magnetizarea eșantionului atunci când un câmp extern este însoțită de deplasarea liniilor de model. figura filmare cu un câmp lent în schimbare de deplasare spre exterior bruscă a liniilor. Acest fapt indică faptul că procesul de magnetizare are loc într-o formă de salt. schimbări bruște în magnetizare pot fi foarte bine înțelese după cum urmează. Fig. 20 arată sârmă feromagnetic, prop-schennaya prin bobina. Capetele bobinei sunt conectate la amplificator și difuzor. Cu o schimbare lentă a câmpului magnetic exterior în apropierea firului, de exemplu, prin rotirea încet magnet 180 °, realizat în
interval de o schimbare bruscă în dispunerea armăturii-regiunile magnetizării spontane (magnetizare inversare). Acest lucru determină curenții de inducție-TION în bobină, care, după amplificare pentru a da un difuzor bun clicuri sonore. Dacă PE-
Fig. 20. Circuitry - experiență demonstrează că magnetizării-set are loc discontinuu.
NUMĂRUL întâlnit în această carte că un netism magician, care sunt aplicațiile sale. Pentru a ilustra pre-stabilit importanța materiei magnetice pescuit în viața modernă, imaginați-vă pentru o clipă că feromagnet ...
În unele părți ale globului acul magnetic se comportă anormal: acesta încetează să mai fie îndreptată exact spre nord și, în plus se apleacă la pământ. Magnetic ano-Malia (anomalie - anomalie) ... cunoscută
În timpul al doilea război mondial, un rol foarte mare jucat de minele magnetice, în special în teatrul maritim de operațiuni militare. minele magnetice sunt, de obicei, a scazut cu parasuta dintr-un avion, în diferite locuri ale mării. După ...