 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Ферромагнетизм. Виды намагниченности
|
|
В методах магниторазведки и палеомагнитологии важна намагниченность горных пород: индуктивная и остаточная. В электромагнитных методах, использующих переменные поля достаточно высокой частоты, определенное значение имеет магнитная проницаемость (μ), но для большинства горных пород μ =1, только сильные ферромагнетики имеют μ порядка 2—20.
Полная намагниченность горной породы J векторно складывается из индуктивной Ji и остаточной Jr, намагниченности. Индуктивная намагниченность пропорциональна напряженности современного магнитного поля Ji = кН, где коэффициент пропорциональности к — магнитная восприимчивость (тензор). В полях с большой напряженностью Н магнитная восприимчивость нелинейно зависит от Н, но для слабых полей порядка земного можно считать к(Н) = соnst.
Ферромагнетизм имеет следующие свойства.
1. Он создается спиновыми магнитными моментами валентных электронов
2. Имеется три уровня магнитного упорядочения:
а) параллельная ориентация магнитных моментов валентных электронов, энергетически выгодная, приводящая к взаимной компенсации магнитных полей антипараллельно ориентированных магнитных моментов электронов у диа- и парамагнетиков;
б) упорядочение направлений магнитных моментов атомов в кристаллической решетке, по которому различают:
— собственно ферромагнетики — с параллельной ориентацией магнитных моментов всех атомов,
— антиферромагнетики - с двумя подрешетками равных по модулю и противоположно ориентированных магнитных моментов,
— феррмиагнетики (ферриты) — с противоположно ориентированными разными по модулю магнитными моментами подрешеток,
— слабые ферромагнетики — с ориентированными под разными углами магнитными моментами подрешеток, атомных плоскостей;
в) доменная структура ферромагнитных материалов, согласная ориентация намагниченности в небольших частях ферромагнитных тел доменах.
3. Намагниченность изменяется с температурой. Эта зависимость нелинейная, различная у разных ферромагнетиков. Две подрешетки ферримагнетика часто имеют разные температурные кривые намагниченности. Тогда суммарная намагниченность меняет знак при изменении температуры. У всех ферромагнетиков намагниченность скачком уменьшается на несколько порядков при нагревании выше определенной для каждого вещества температуры (точки Кюри для ферромагнетиков и точки Нееля для антиферромагнетиков). Это точки магнитного фазового перехода (2-го рода), в которых разрушается ферромагнитная упорядоченность на электронном уровне. В таких переходах скачком меняются вторые производные термодинамического потенциала (свободной энергии) Гиббса: сжимаемость, теплоемкость, магнитная восприимчивость. Вещество становится парамагнитным с увеличением температуры.
5. В ферромагнитных материалах намагниченность зависит от механических напряжений (пьезо- или тектономагнетизм) и, наоборот, их намагничивание изменяет объем и форму тел (магнитостогласная рикция).
6. Намагниченность ферромагнетиков зависит от формы т ела. На тело всегда действует собственное магнитное поле, направленное противоположно намагничивающему полю и создающее эффект размагничивания.
7. Намагниченность изменяется со временем и зависит от магнитной истории породы или тела. Причин магнитного старения довольно много: оно может быть самопроизвольным, вызываться действием постоянных и переменных магнитных полей, температуры, радиации, механических воздействий. Разные виды намагниченности имеют неодинаковую стабильность. Введено специальное понятие магнитной вязкости для характеристики запаздывания во времени намагниченности от изменений напряженности поля; есть несколько квантово-физических моделей ее природы.
Дата публикования: 2015-02-18; Прочитано: 1105 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
