4第三章：自发磁化理论讲解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章：自发磁化理论,磁性物理学,2024年11月19日,本章学习要点,掌握铁磁性物质的基本特征,;,掌握分子场理论，定域分子场理论的内容及其应用；,了解交换作用的机制，了解描述自发磁化的其他理论模型；,掌握铁磁体的自发磁化强度的温度特性。,3-1,铁磁性物质的基本特征,一、磁有序概念,1,、晶体结构有序：在晶体中，原子按照某些可以重复排列的规则占据晶格位置，称为有序排列。,有序排列可以延伸到整个整个晶体范围,长程有序,有序排列只能延伸几个原子尺度范围,短程有序,2,、磁结构有序：在物质内部磁矩的空间取向在任意一个小区域内，由于某种作用呈现有序的排列。例如铁磁有序，反铁磁有序，亚铁磁有序等。,顺磁性磁矩,磁无序,铁磁性磁矩,磁有序,H=0,H=0,二、铁磁性物质的基本特征,1,、铁磁体内存在按磁畴分布的自发磁化,2,、磁化率相当大，可达,10,10,6,数量级，加很小的外场即可磁化至饱和（原因即是存在自发磁化）。,3,、,MH,之间不是单值函数关系，且呈现磁滞现象，具有剩磁。,M,H,c,0,M,B,H,B,H,c,B,r,铁磁性物质的磁滞回线,4,、存在磁性转变温度,T,c,居里温度,TT,C,遵从居里,-,外斯定律,TT,c,时，铁磁性转变为顺磁性，热骚动能破坏了分子场对原子磁矩有序取向的作用。,(,二,),、自发磁化强度,M,s,及其与温度的关系,Weiss,假设，分子场,H,mf,与自发磁化强度,M,s,成正比。,式中，,为,Weiss,分子场系数,三、外斯分子场理论,在外场作用下，由,Langevine,顺磁理论：,联立求解方程,1,、,2,可得到一定,H,与,T,下的,M,，若令,H=0,即可得到,M,s,，也可计算,T,c,。,1,、图解法求解,讨论：,当,T=T,c,时，直线与 曲线相切于原点，即,M,s,=0,。,当,TT,c,时，无交点，即无自发磁化，说明铁磁性转变为顺磁性，,T,c,称为居里温度（铁磁性居里温度）,2,、,T,c,的物理意义,此时二直线相切，斜率相同，即：,T,c,是铁磁性物质的原子本性的参数，表明热骚动能量完全破坏了自发磁化，原子磁矩由有序向混乱转变。,(,三,),、居里外斯定律的推导,说明：,Weiss,分子场理论的结论是：,T,p,=T,c,实际情况是：,T,p,T,c,，原因是铁磁性物质在,TT,c,后仍短程有序。,M,0,与,M,s,的区别：,a,、饱和磁化强度,M,0,：原子磁矩在,H,作用下趋于,H,方向，即使再增加,H,，磁化强度不再增加，此时,M,趋近于,M,0,。,b,、自发磁化强度,M,s,：把饱和磁化强度外推到,H=0,时的磁化强度的值。,