Кюри закон. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Кюри закон - температурная зависимость магнитной восприимчивости парамагнетиков вида

К. з. подчиняются только тс парамагнетики, в к-рых существуют ионы или молекулы, обладающие отличным от нуля магнитным моментом. Закон открыт П. Кюри (P. Curie, 1895) при исследовании температурной зависимости уд. магн. восприимчивости газообразного кислорода и ряда др. парамагн. веществ. К. з. следуют: парамагн. газы (О₂ и NО); пары щелочных металлов; разбавленные растворы парамагн. солей; кристаллич. парамагн. соединения, в к-рых между магн. ионами расположены достаточно большие группы немагн. ионов или атомов (их присутствие делает взаимодействие между магн. ионами пренебрежимо малым), в этих веществах, кроме того, симметрия внутрикристаллического поля должна быть достаточно высокой, чтобы оказались исключёнными эффекты, связанные с "замораживанием" орбитального момента.

Теоретически ф-ла (1) была получена П. Ланжевеном (P. Langevin, 1905), рассмотревшим задачу о намагничивании 1 моля газа из N атомов (или молекул), обладающих магн. моментом

. При наложении магн. поля Н последнее стремится ориентировать моменты

параллельно Н. Этому состоянию соответствует минимум потенц. энергии атомного магн. момента во внеш. поле

, где

- угол между векторами

и Н. Тепловое движение препятствует ориентации моментов. В соответствии с Болъцмана распределением ср. значение проекции магн. момента на направление поля Н

Замена в (2) суммирования интегрированием даёт для намагниченности М газа значение

где Ланжевена функция L(x) = cthx-1/x,

, При не очень низких темп-pax и в не очень сильных магн. полях

значение L (х)

х/3 и (3) переходит в М= (C/T)H, что совпадает с ф-лой (1) при значении

В квантовой теории парамагнетизма, последовательно развитой Дж. Ван Флеком (J. Van Vleck, 1928-32), значение постоянной Кюри определяется величинами квантовых чисел спинового - S, орбитального - L и полного - / моментов магн. иона и зависит от соотношения расщеплений уровней энергии иона в результате спин-орбитального взаимодействия (

_s) и действия внутрикристаллич. поля (

). Для соединений, содержащих ионы редкоземельных элементов, как правило,

. В этом случае

, где g - Ланде множитель ,

- магнетон Бора. При

величина

У ионов группы 3d-металлов (Fe, Co, Ni и др.) часто

kT и

. Для них

(случай замораживания орбитального момента).

К. з. даёт возможность сопоставить теоретич. значение

с эффективным значением

получаемым из эксперимента, и установить в ряде случаев возможные физ. причины расхождения значений

При учёте взаимодействия между магн. ионами (а также влияния внутрикристаллич. поля) К. з. переходит в Кюри - Вейса закон .Связанные с этими взаимодействиями отклонения от К. з. всегда наблюдаются при достаточно низких температурах.

Теория Ланжевена применима к любым моментам и в частности, как показал П. Дебай (P. Debye, 1912), описывает поляризацию газа, молекулы к-рого обладают пост. дипольным электрич. моментом, в электрич. поле. Т. о., К. з. подчиняется температурная зависимость диэлектрич. восприимчивости газов и разбавленных растворов полярных молекул.

Литература по закону Кюри

Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.