 | Pobierz cały dokument spr.b.6.mibm.wip.pw.fizyka.2.laborki.fiza.2.31.ruch.doc Rozmiar 209 KB |
Sprawozdanie z ćwiczenia B 6
Arkadiusz Gruszka |
Zespół nr 6.
|
Wydział Elektryczny |
Ocena z przygotowania: |
Czwartek 1115 - 1400 |
Ocena ze sprawozdania: |
Data : 11-01-96 |
Zaliczenie: |
Prowadzący:dr Andrzej Jaworski |
Podpis: |
Badanie właściwości magnetycznych ciał stałych.
Celem ćwiczenia jest określenie wpływu temperatury na magnetyczne
właściwości próbki ferromagnetyka oraz wyznaczenie temperatury Curie.
Podstawy fizyczne.
Ze względu na właściwości magnetyczne substancje dzielimy na diamagnetyki i
paramagnetyki. Diamagnetyki to substancje, których atomy nie posiadają własnego
momentu magnetycznego (wektorowa suma orbitalnych i spinowych momentów
magnetycznych elektronów jest równa zeru). Paramagnetyki natomiast są substancjami,
których moment magnetyczny jest różny od zera. Wśród nich można wyróżnić
ferromagnetyki, które są przedmiotem badań w doświadczeniu. Ich wyróżnienie z grupy
paramagnetykow wynika z faktu, iż są one substancjami o silnych własnościach magne-
tycznych. Ich namagnesowanie jest średnio 109 razy większe niż namagnesowanie dia-
i paramangnetykow zaliczanych do kategorii magnetyków słabych.
W pewnych warunkach w kryształach mogą powstawać siły (nazywane siłami
wymiany), które powodują, że własne momenty magnetyczne elektronów ustawiają się
wzajemnie równolegle. W wyniku tego pojawiają się obszary spontanicznego namagne-
sowania nazywane domenami. W granicach każdej z domen ferromagnetyk jest
namagnesowany do nasycenia i ma określony moment magnetyczny. Kierunki tych
momentów są jednak różne i w związku z tym, bez zewnętrznego pola, wypadkowy
moment całego ciała jest równy bądź bliski zeru.
Z praw termodynamiki wynika, że układ pozostający w kontakcie cieplnym z
otoczeniem o danej temperaturze T jest stabilny, jeśli minimum osiąga jego energia
swobodna F określona jako F = U - T*S, gdzie U jest energią wewnętrzną, a S entropią układu będącą miarą jego nieuporządkowania. Dla danej temperatury T ustala się taka średnia liczba nieuporządkowanych momentów magnetycznych, aby energia swobodna osiągnęła minimum. Ze wzoru wynika, że im wyższa jest temperatura, tym F minimalne osiągane jest przy większym S,a więc i przy większym nieuporządkowaniu atomowych momentów magnetycznych.
Powyżej pewnej temperatury TC , nazywanej temperaturą Curie, nieuporządko-
wanie atomowych momentów magnetycznych jest tak duże, że magnetyzacja spontanicz-
na znika i układ staje się paramagnetykiem. Wyznaczenie tej temperatury jest jednym
 | Pobierz cały dokument spr.b.6.mibm.wip.pw.fizyka.2.laborki.fiza.2.31.ruch.doc rozmiar 209 KB |