500 2

Własności magnetyczne

materiałów

nr umożliwiają miedzy innymi prace s.lmków elektrycznych. Materiały magnetyonc^ _{s|uią do} magazynowania informacji na taśmach generatorów i transtorm    ^ _odtvnnanil, służą jako sensory, są wykorzvs

macnetycznych > dyskac    _el<;klron6w np w mikroskopach elektronowych

lywane do ogmskowun    _magncIyCznymi są stopy metal, ferromag.

Najszerzej stosowany    _mklu , _kobaliu. oraz ceramiki femmagnciycznc

netycznych. tj stopy    materiału zależy głównie od struktury elektro-

Zachowame g _momcnt6w magnetycznych i od oddziaływania „owej atomówdostarcj    _magnetyc/.ny. Modyfikacja zachowania mag-

między atomami mają y    _sktadu chemicznego, mikrostruktury i procesu

„etycznegojest mo/tt P    _dzie|_ić na dwie grupy, a mianowicie na materiały

wytwarzania. Maier >    _njc uwierające w strukturze trwałych dipol,

zawierające    "    _w których brak jest trwałych dipoli magnetycznych ą

magnetycznych Mu y.    _{)e maleria(y}. _{w kt}6rych występują trwale dipole

nazywane dramagn    •    _ości oddziaływań między dipolami, dzieli się na

^WM'^eZ^U,^Lg«_ety^antyfe^rromagneiyki i fenimagnetyki. Materiałami

magnetyczny™^ są ferromuyme^yk^i^femrrag _    _{w p()przcdnim} rozdziale

pSS e odpychante. natęzente pola. linie sil pola. pętla histerezy. spontaniczne Kiszone przyjmowanie przez dtpo.e takiej samej orientacji.

15.1. Pochodzenie momentów magnetycznych

d    cU elektrycznie naładowane cząstki wytwarzają wokół siebie siły

magnetyczne. Często dogodnie jest przedstawiać siły magnetyczne w postać, poi magnetycznych. Wytwarzane przez kolisty obwód prądu elektrycznego po c uui

nc»yc/_nc ilustrowano na ry». 15.1 /.biorcm linii przedstawiających kierunek działań,_{a s}u magnetycznych.

Niektóre materiały są z. natury magnetyczne, tj. wytwarzają pole mag-„_etyc/nc równic? wówczas, gdy nic przepływa przez nic prąd elektryczny. Przykładem takiego zachowania jest magnes sztabkowy. który składa się z bieguna północnego (N) i południowego (S) (rys. 15.\b). a więc ma naturę dipola Jak widać na rys. 15.1. wytworzone przez kolisty obwód prądu pole magnetyczne jest ,bliżone do poła magnetycznego magnesu sztabkowego. którego natężenie zależy od momentu magnetycznego magnesu.

RYS 15.1 Unie sil pola magnetycznego: a) wokół kolistego obwodu prądu elektrycznego, b) wokół

magnesu sztabkowego

Makroskopowe własności magnetyczne materiałów są konsekwencją momentów magnetycznych pochodzących od elektronów poszczególnych atomów. Momenty magnetyczne protonu i neutronu są prawie o trzy rzędy wielkości mniejsze od najmniejszego momentu magnetycznego elektronu. Dlatego pomija się zwykle moment magnetyczny jądra atomu i przyjmuje, że własności magnetyczne atomu są określone jedynie własnościami magnetycznymi elektronów. Każdy elektron atomu ma dwa momenty magnetyczne, a mianowicie spinowy moment magnetyczny i orbitalny moment magnetyczny. Całkowity moment magnetyczny atomu jest sumą geometryczną magnetycznych momentów jego elektronów, natomiast materiału jego atomów.

Momenty orbitalne powstają dlatego, że elektron atomu jest krążącym wokół jądra ładunkiem elektrycznym, co można rozpatrywać jako małą kołową pętlę prądową, w której płynie prąd o stałym natężeniu i która wytwarza pole magnetyczne podobnie jak to pokazano na rys. 15.la. Moment magnetyczny wytworzonego pola jest skierowany wzdłuż osi obrotu elektronu (rys. 15.2a). Każdy elektron atomu obraca się również wokół swej osi. co prowadzi do wytworzenia spinowego momentu magnetycznego, skierowanego wzdłuż osi obrotu (rys. 15.2b). Ze względu na

501