Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
КЮРИ ЗАКОН

КЮРИ ЗАКОН

КЮРИ ЗАКОН - температурная зависимость магнитной восприимчивости парамагнетиков вида

где С - постоянная Кюри, Т - темп-ра.

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 (О ₂ 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 и

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 темп-рах.

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.

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Киттель Ч., Введение в физику твердого тела, пер. с англ.. М., 1978. С. А. Боровик-Романов.