Намагничивание. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Намагничивание

Намагничивание - совокупность процессов, происходящих в магнитных материалах под действием магн. поля H и приводящих к росту намагниченности M (или магнитной индукции В)материала. В ферро-или ферримагн. материалах различают три механизма H.: смещение границ между магн. доменами, вращение вектора спонтанной намагпиченности M_s и парапроцесс.

В размагниченном состоянии ферромагнетик разбивается на отд. области - домены ,в пределах к-рых материал намагничен до насыщения вдоль одной из осей лёгкого намагничивания. Ввиду разл. ориентации намагниченности в доменах суммарный магнитный момент образца равен нулю. Под влиянием внеш. магн. поля происходит рост областей, в к-рых M_s составляет наим. углы с направлением поля, за счёт соседних областей. Этот рост осуществляется в результате смещения доменных границ (доменных стенок). После завершения процессов смещения в каждом кристалле остаётся всего лишь один домен, намагниченность к-рого ориентирована вдоль ближайшей к направлению поля оси лёгкого H. Дальнейшее H. идёт за счёт вращения векторов М_s к направлению магн. поля. По завершении процесса вращения в образце достигается техническое магнитное насыщение ,и прирост намагниченности может иметь место лишь за счёт парапро-цесса - увеличения самой намагниченности насыщения вследствие подавления магн. полем тепловых колебаний элементарных магн. моментов вещества.

Зависимость M(H)или B(H), представленная в виде ф-л, графиков или таблиц, наз. кривой намагничивания. Если известна кривая M(H), то простым пересчётом может быть получена и кривая B(H), и наоборот. Вид зависимости M(H)определяется магн. свойствами материала, условиями измерений (давление, темп-pa, характер изменения магн. поля), формой образца, его магн. предысторией. Важнейшими видами кривых H. являются следующие.

I. Кривая первого (первоначального) намагничивания (КПН) получается при H. ферро- или ферримагнетика из полностью размагниченного состояния монотонно возрастающим от нуля магн. полем, причём направление последнего относительно намагничиваемого тела остаётся неизменным. На КПН можно выделить пять участков, на каждом из к-рых преобладает определ. механизм H. Участок 1 (рис.) соответствует обратимым (упругим) смещениям доменных границ: здесь M =

H, где

- нач. магнитная восприимчивость. В области Рэлея (2)имеют место наряду с обратимыми также необратимые процессы смещения, и зависимость M(H)здесь квадратична (см. Рэлея закон намагни- чивания).

Кривая начального намагничивания (а) и безгистерезисная кривая намагничивания (б).

Наиб крутой участок КПН (3)соответствует макс. восприимчивости и связан с необратимыми смещениями доменных границ. В области приближения к насыщению (4)осн. роль играют процессы вращения M_s к направлению намагничивающего поля. Наконец, участок 5 характеризуется слабым ростом намагниченности и соответствует парапроцессу.

II. При циклическом изменении магн. поля между крайними значениями H₁ и H₂ кривые M(H)сначала несколько изменяются от цикла к циклу (см. Магнитная аккомодация), но постепенно становятся стабильными. Их наз. кривыми цикличного пе-ремагничивания или петлями гистерезиса магнитного. При H₁ = -H₂ петля гистерезиса симметрична, в других случаях - асимметрична. Наиболее симметричная петля гистерезиса наз. предельной и является важной характеристикой магнитных материалов.

III. Безгистерезисная (идеальная) кривая H. изображает зависимость M(H)для таких состояний, к-рые при каждом значении H являются наиб. устойчивыми, т. е. обладают наим. свободной энергией. Эти состояния могут быть получены в результате наложения на пост. поле H перем. магн. поля с убывающей до нуля амплитудой.

IV. Основная (коммутационная) кривая H.- геом. место вершин симметричных петель гистерезиса. Основная и безгистерезисная кривые H., в отличие от КПН, фиксируют только избранные магн. состояния, не показывая действительных процессов H.

Если значения M и H относятся к одному и тому же элементу объёма, то кривые M(H)не зависят от размера и формы образца и являются кривыми H. данного материала. На практике чаще всего имеют дело не с истинным значением H внутри образца, а с напряжённостью внеш. магн. поля H_е. Кривые М(Н_е)наз. кривым и намагничивания тела и зависят от формы последнего. В простых случаях, зная размагничивающий фактор тела, можно из кривых М(Н_e)получить кривые M(H).

Литература по намагничиванию

Преображенский А. А., Бишард E. Г., Магнитные материалы и элементы, 3 изд., M., 1986;
Вонсовский С. В., Магнетизм, M., 1971.

А. С. Ермоленко

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира