Гистерезис магнитный - неоднозначная (необратимая) зависимость намагниченности M магнитоупорядоченного
вещества (магнетика, напр. ферро или ферримагнетика) от внеш. магн. поля H
при его циклич. изменении (увеличении и уменьшении). Общей причиной существования
Г. м. является наличие в определ. интервале изменения Н среди
состояний магнетика, отвечающих минимуму термодинамического потенциала, метастабильных
состояний (наряду со стабильными) и необратимых переходов между ними. Г. м.
можно также рассматривать как проявление магн. ориентационных фазовых переходов первого рода, для к-рых
прямой и обратный переходы между фазами в зависимости от H происходят,
в силу указанной метастабильности состояний, при разл.
значениях H.
Петли гистерезиса: 1 - максимальная, 2 - частного цикла, а - кривая намагничивания, b и с-кривые перемагничивания. MR - остаточная намагниченность, HC - коэрцитивная сила, MS - намагниченность насыщения.
На рис. схематически показана
типичная зависимость
M от H в
ферромагнетике; из состояния М=0 при H=0 с увеличением H значение
M растёт по кривой а (осн. кривой намагничивания) и в достаточно сильном
поле H
Нт становится практически постоянной и равной намагниченности насыщения Ms. При уменьшении Н от значения Нт обратный ход изменения
M(H)уже не будет описываться кривой а и намагниченность при H=0 не вернётся к значению М=O. Это изменение описывается кривой b (кривой
размагничивания), и при H=0 намагниченность принимает значение М=МR (т. н. намагниченность остаточная ).Как видно из рис., для полного
размагничивания вещества (М=0) необходимо приложить обратное поле Н=-Нс, наз. коэрцитивной силой. Далее, когда поле достигает значения Н=-Нm, образец намагничивается до насыщения (M=-Ms)в обратном
направлении. При дальнейшем изменении Н от - Нт до
+Hm намагниченность изменяется вдоль кривой с. Ветви
b и с, получающиеся при
циклич. изменении H от +Hm до - Hm и
обратно, вместе образуют замкнутую кривую, наз. максимальной (или предельной)
петлёй гистерезиса (ПГ). При этом b наз. нисходящей, а с - восходящей
ветвями ПГ. При циклич. намагничивании в полях -H1
H
H1, где H1<Hm, зависимость M(H)будет
описываться замкнутой кривой (частной ПГ), целиком лежащей внутри макс. ПГ (кривые
2 на рис.). С увеличением H1 частные ПГ расширяются
и при H1
Hт достигают макс. ПГ. Частная ПГ оказывается несимметричной, если макс. поля
H1, прикладываемые в прямом и обратном направлениях, неодинаковы.
Описанные ПГ характерны для достаточно медленных процессов перемагничивания,
при к-рых сохраняется квазиравновесная связь между M и H для соответствующих
метастабильных состояний, и наз. квазистатическими (или просто статическими).
Отставание M от H при намагничивании и размагничивании приводит
к тому, что энергия, приобретаемая ферромагнетиком при намагничивании, не полностью
отдаётся при раз. магничивании. Теряемая за один полный цикл энергия равна
интегралу 
, определяющему
площадь
ПГ. В конечном итоге она
превращается в теплоту, идущую на нагревание образца. Эти потери магнитные, определяемые статич. ПГ, наз. гистерезисными.
При динамич. перемагничивании
образца переменным магн. полем 
гистерезисные потери в общем случае составляют лишь часть полных магн. потерь.
При этом зависимость М
описывается динамической ПГ, не совпадающей со статической. Для петель одинаковой
высоты (с одинаковым макс. M)динамич. ПГ обычно шире статической. Последнее
обусловлено тем, что к квазиравновесным гистерезисным потерям добавляются динамич.
потери, к-рые могут быть связаны с магнитной вязкостью, вихревыми токами
(в проводниках) и др. явлениями.
Форма ПГ и наиболее важные
характеристики Г. м. (потери, Нс, MR и др.) существенно
зависят от хим. состава вещества, его структурного состояния и темпры, от характера
и распределения дефектов в образце, а следовательно, и от деталей технологии
его приготовления и последующих физ. обработок (тепловой, механической, термомагнитной
и др.). T. о., варьируя обработку, можно существенно менять гистерезисные характеристики
и вместе с ними свойства магн. материалов. Диапазон изменения этих характеристик
весьма широк. Так, Нс может принимать значения от 10-3
Э для магнитно-мягких материалов до 104 Э для магнитно-твердых
материалов.
Явления Г. м. наблюдаются
не только при изменении поля H по величине и знаку, но также и
при его вращении (гистерезис магн. вращения), что соответствует отставанию (задержке)
в изменении направления M с изменением направления Н. Гистерезис магн. вращения возникает также цри вращении образца относительно
фиксированного направления H,
Теория явлений Г. м. учитывает
конкретную магнитную доменную структуру образца и её изменения в ходе
намагничивания и перемагничивания. Эти изменения обусловлены смещением доменных
границ и ростом одних доменов за счёт других, а также вращением вектора намагниченности
в доменах под действием внеш. магн. поля. Всё, что задерживает эти процессы
и способствует попаданию магнетиков в метастабильные состояния, может служить
причиной Г. м.
В однодоменных ферромагнитных
частицах (в частицах малых размеров, в к-рых образование доменов энергетически
невыгодно) могут идти только процессы вращения М. Этим процессам
препятствует магнитная анизотропия разл. происхождения (анизотропия самого
кристалла, анизотропия формы частиц, анизотропия упругих напряжений и др.).
Благодаря анизотропии, M как бы удерживается нек-рым внутр. полем
НА (эфф.
полем магн. анизотропии) вдоль одной из осей легкого намагничивания, соответствующей
минимуму энергии. Г. м. возникает из-за того, что два направления M
(по и против) этой оси в магнитоодноосном образце или несколько эквивалентных
(по энергии) направлений M в магнитомногоосном образце соответствуют
состояниям, отделённым друг от друга потенциальным барьером (пропорциональным
НА). При перемагничивании однодоменных частиц вектор M рядом последовательных необратимых скачков поворачивается в направлении
Н. Такие повороты могут происходить как однородно, так и неоднородно
по объёму. При однородном вращении M коэрцитивная сила HС
HА. Более универсальным является механизм неоднородного вращения M. Однако наиб. влияние на Hс он оказывает в случае, когда
осн. роль играет анизотропия формы частиц. При этом Hс может
быть существенно меньше эфф. поля анизотропии формы.
В многодоменных образцах,
где перемагничивание обусловлено в первую очередь смещением доменных границ,
одной из гл. причин Г. м. может служить задержка смещения границ на дефектах
(немагнитные включения, межзёренные границы и др.) и их последующие необратимые
скачки. В ряде случаев, напр. в ферромагнетиках с достаточно большими НА, Г. м. может определяться задержкой образования и роста зародышей перемагничивания,
из к-рых развивается доменная структура. Зародыши возникают путём неоднородного
вращения М, напр. в участках с локально пониженной (за счёт дефектов)
анизотропией. В полях Н=-Hn, наз. полями зарождения,
энергетич. барьер, связанный с локальным полем НА, исчезает
и происходит образование зародыша, к-рый затем или растёт, или затормаживается
на дефектах. Зародышами могут являться также остатки доменной структуры, локализованные
на дефектах образца и неуничтоженные в процессе его намагничивания. Рост зародыша
начинается при достижении поля старта H=-HS. При 
энергия, идущая на создание граничного слоя зародыша, перекрывается выигрышем
энергии в объёме образца. Если 
,
то Г. м. связан с задержкой образования, а при 
- с задержкой роста зародыша. В обоих случаях при перемагничивании образца вдоль
оси лёгкого намагничивания возникают прямоуг. ПГ.
С Г м. связано гистерезисное
поведение при циклич. изменении H целого ряда др. физ. свойств,
так или иначе зависящих от состояния магнетика, от распределения намагниченности
(или др. параметра магн. порядка) в образце, напр. гистерезис магнитострикции, гистерезис гальваномагнитных явлений и магнитооптич. явлений (см.
Магнитооптика)и т. д. Кроме того, т. к. намагниченность неоднозначно
изменяется (из-за метастабильных состояний) также в зависимости от др. внеш.
воздействий (температуры, упругих напряжений и др.), то имеет место гистерезис как
самой намагниченности, так и зависящих от неё свойств при циклич. изменении
указанных воздействий. Простейшими примерами являются температурный Г. м. (неоднозначная
температурная зависимость M при циклич. нагревании и охлаждении
магнетика) и магнитоупругий гистерезис (неоднозначное изменение M
при циклич. наложении и снятии внеш. одностороннего напряжения).
Б. H. Филиппов
1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")
2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.
3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.
4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
