Главная страницаРазное Публикации

21/03/14

Магнитные домены... А что это такое?


В нашей попытке понять ферромагнетизм есть одна несогласованность. Мы выяснили, что выше некоторой температуры железо ведет себя как парамагнетик, намагниченность которого пропорциональна магнитному полю. Ниже этой температуры должна возникнуть спонтанная намагниченность — магнитики должны выстроиться в одном направлении.

Но вот что удивительно. При построении кривой намагничивания (зависимости магнитного момента от поля) для железа это как раз и не обнаруживается. Железо становится постоянно намагниченным только после того, как мы его намагнитим. Но ведь только что мы утверждали, что оно должно намагнититься само. Так в чем же дело? Почему любой кусок железа при комнатной температуре не является магнитом?

Оказывается, что если рассматривать достаточно маленький кристаллик железа, то никаких противоречий не возникает. Он и впрямь оказывается полностью намагниченным.

Можно пойти и дальше. Кажущийся намагниченным кусок железа в действительности составлен из большого числа областей, имеющих только одно направление намагниченности. Такие области называются магнитными доменами. В каждом домене магнитные моменты ориентированы одинаково, но направление их ориентации отличается от направлений- моментов в соседних доменах.

Получается так, что средняя намагниченность в большом масштабе оказывается равной нулю. Однако в каждом маленьком домене железо все же намагничивает себя, причем до предела. Как следствие такой доменной структуры свойства большого куска ферромагнетика должны быть совершенно отличны от микроскопических, как это и оказывается на самом деле. В целом тело вообще не обладает магнитным моментом (все направления представлены одинаково), поэтому макроскопическое магнитное поле отсутстствует.

Идея о доменной структуре магнитов была высказана еще в начале нашего столетия французским физиком Вейсом и долгое время оставалась не «ем иным, как гипотезой. Причем, гипотезой, которую мы сегодня с полным правом можем назвать замечательной: экспериментально доказана ее абсолютная справедливость. Домены можно увидеть даже через микроскоп со слабым увеличением. В атомных масштабах это огромные размеры — в сравнении с атомами они кажутся колоссальными скоплениями.

Может возникнуть вопрос: чем вызвано деление вещества на отдельные домены? Ответ прост: стремлением уменьшить энергию. Всякое тело стремится понизить свою энергию, если есть для этого возможность, конечно. У магнита такая возможность есть — он разбивается на домены.

В самом деле, если бы кусок железа состоял из одного домена, то даже в отсутствие приложенного магнитного поля он должен был бы иметь большой магнитный момент. При этом создалось бы значительное внешнее поле, содержащее в себе большую энергию. Уменьшить эту энергию можно, разбив тело на домены, намагниченные в противоположных направлениях. При этом, разумеется, поле вне железа будет занимать меньший объем и нести в себе меньшие энергии. Наконец, внешнее поле можно свести к нулю, замкнув основные домены треугольными вставками с перпендикулярной намагниченностью.

Таким образом, «с точки зрения магнитного поля» выгодно разбиение магнетика на возможно большее число областей — доменов. Правда, существование границ (стенок) между доменами, обладающими определенной энергией, невыгодно. С увеличением числа доменов одна энергия уменьшается, другая — растет. При некотором промежуточном числе доменов сумма обеих энергий имеет минимум. На такое число доменов и разбивается магнетик.

Вот еще на что здесь нужно обратить внимание. Не следует думать, что домены расположены беспорядочно. Вам, конечно, известно, что в кристаллических телах атомы расположены в строго определенном порядке и составляют так называемую кристаллическую решетку. Так вот, характер кристаллической структуры диктует некоторые направления, в которых магнитным моментам выстраиваться легче всего. Такие направления называются осями легкого намагничивания.

Как бы то ни было, в ненамагниченном кристалле царит полный порядок в расположении доменов. При этом доменов с магнитными моментами, направленными в одну сторону, столько же, сколько доменов с магнитными моментами, направленными в противоположную сторону.

Смотрите также: Любимый женский сайт.



Комментарии

Чтобы оставить комментарий, необходимо войти или зарегистрироваться
  1. Камбоджа открывает свои двери
  2. Особая роль - Таиланд.
  3. Ангкор-Ват — самый большой храм в мире.
  4. Промышленность Камбоджа.
  5. Драгоценные камни из Камбоджи
  6. Столица Камбоджи
  7. Отраслевая структура промышленности Камбоджа.
  8. Условия для получения гражданства Камбоджи.
  9. Образование Камбоджа.
  10. Детская болезнь – аденоиды.
  11. Странствуем по Камбодже на арендованном авто
  12. Мода в Камбодже
  13. Мартиника
  14. Монастырская школа Кампучии.
  15. Камбоджа становится туристической Меккой
  16. Духовенство.
  17. Микронезия
  18. Что такое Башня мира, где и когда ее можно увидеть.
  19. Танец апсара – чарующее волшебство Камбоджи
  20. Религиозная идеология и культ.
  21. Специализация студентов Камбоджа.
  22. Деревообработка Камбоджа.
  23. После победы народной революции в Кампучии.
  24. Плавучие деревни Камбоджи.
  25. Культура Камбоджа
  26. Культура и традиции Камбоджи
  27. Страны Индокитая.
  28. Камбоджийский дом: дизайн в гармонии с природой
  29. В настоящее время в Кампучии строятся электростанции.
  30. Жилище в Камбодже
  31. Мусульмане пользуются полным правом.
  32. В качестве главного довода в пользу непризнания НРК
  33. Сокращение числа начальных школ.
Сейчас на сайте посетителей:2
фыв