Природа - ферромагнетизм
Cтраница 3
 |
Зависимость магнитного момента аморфных сплавов на основе кобальта ( Со1 - хМпх т-у Ву от концентрации Мп ( и В ( ( /. [31] |
Аналогичным образом изменяется Hf и в сплавах Ni-Мп. Такая аналогия позволяет сделать некоторые предположения относительно возникновения аморфного ферромагнетизма. Очень важным для понимания механизма возникновения аморфного ферромагнетизма является описанное выше аномальное поведение сплавов на основе железа. Однако вопрос о природе аморфного ферромагнетизма пока еще является спорным и выходит за рамки данной книги. [32]
Ферромагнетизм - рассказывает В. И. Петров - возникает благодаря особому, обменному взаимодейЪт - вию электронов соседних атомов, что приводит к самопроизвольной, или спонтанной, намагниченности вещества. В размагниченном Состоянии ферромагнетик разбивается на отдельные области: - домены, самопроизвольно намагниченные в разных направлениях. Поведение этих доменов определяет многие важные свойства ферромагнетика. Открытие существования доменов и их изучение, выполненное при активном участии советских ученых Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшица, С. В. Вонсовского, Я. С. Шура и других, явилось важной вехой в познании природы ферромагнетизма. [33]
Ферромагнетики, к которым в первую очередь относится железо, могут обладать весьма высокой магнитной проницаемостью. Но при частотах выше 108 Гц ц уменьшается до единицы. Ферромагнетики относятся к нелинейным средам. Природа ферромагнетизма имеет существенно квантовый характер, его теория сложна и обширна. [34]
Уравнения магнитного поля, полученные в предыдущей главе, будут верны и в том случае, если пространство заполнено магнитоактивной средой, но при этом их следует считать микроскопическими уравнениями поля, порождаемого совокупно сторонними токами и откликом среды. Последний можно формализовать в виде некоторого наведенного распределения токов. Еще Ампер предполагал, что вещество магнетика представимо в виде совокупности магнитных диполей - элементарных витков с током, которые он называл молекулярными токами. Как показали последующие работы, эта гипотеза, безусловно, содержала элемент физической реальности, только отклик среды едва ли можно свести к молекулярному уровню. Лишь эффект парамагнетизма представим с некоторыми оговорками моделью Ампера. Диамагнетизм объясняется либо откликом на внешнее поле электронных оболочек атомов, либо откликом обобществленных электронов проводимости в кристалле. Наиболее сложна природа ферромагнетизма - этот круг явлений обусловлен квантовым эффектом упорядочения спиновых и орбитальных моментов электронов. Вообще адекватное представление магнетиков зачастую с необходимостью требует перехода на язык квантовой механики. [35]
К чему приведет открытие высокотемпературной сверхпроводимости, сказать трудно. Оптимисты считают, что мы на пороге новой технической революции, аналогичной той, которая произошла после создания полупроводниковых транзисторов. Темпы развития науки и передачи ее достижений в инженерную практику так велики, что, возможно, первые успехи станут известны до выхода в свет этого издания. Природа высокотемпературной сверхпроводимости не понята до сих пор. Существует много различных предположений. Например, считать, что природа ферромагнетизма железа и тулия различна, так как в случае железа важную роль играет зонный ( делокализо-ванный) характер упорядочивающихся электронов, а у тулия обменное взаимодействие хорошо локализованных электронов осуществляется через электроны проводимости, которые служат посредниками - переносчиками взаимодействия. В последнем случае обменное взаимодействие называется косвенным. [36]
За счет каких-то сил эти моменты ориентируются параллельно друг другу и возникает макроскопическая намагниченность. Магнитный момент отдельного атома может быть обусловлен как орбитальным движением электрона, так и его спином. Ответ на этот вопрос был дан в 20 - х годах нашего столетия путем экспериментального измерения отношения магнитного момента ферромагнетика к его механическому моменту. Экспериментальное значение этого отношения отвечает величине е / ( тс), где е и т - заряд и масса электрона. Теперь нужно выяснить, какие силы заставляют эти элементарные магнитные моменты ориентироваться параллельно друг другу. Предположим, что это силы, связанные с их магнитным взаимодействием. По порядку величины энергия взаимодействия двух магнитных моментов равна и & ц2 / а. Отсюда видно, что силы магнитного взаимодействия слишком слабы для обеспечения существования спонтанной намагниченности. Было высказано предположение, подтвержденное затем экспериментально, что силами, ответственными за появление спонтанной намагниченности, являются обменные силы, определяемые обменным интегралом. Если он положителен, то состояние с параллельными спинами является энергетически более выгодным. Этот факт и представляет собой ключ к пониманию природы ферромагнетизма. [37]
Страницы: 1 2 3