Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.
Скачать (прямая ссылка):
8°. При температурах Т<0К любое ферромагнитное тело состоит из доменов — малых областей с линейными размерами порядка Ю-2—Ю-3 см, внутри которых существует наибольшая величина намагниченности, равная /н — намагниченности насыщения (п. 2°). Домены называются иначе областями самопроизвольной намагниченности.
Образование доменов объясняется следующим образом. У атомов переходных металлов имеются незаполненные электронные оболочки (VI.2.8.6°), в которых спины электронов не полностью скомпенсированы (111.6.1.6°). Если в кристаллической решетке из таких атомов выполняется ус-
284 ОТДЕЛ III. ГЛ. 0. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА
ловие d.'a>l,5, где d — диаметр атома, а — диаметр незаполненного слоя, между некомпенсированными спинами возникает особое взаимодействие *). В результате этого взаимодействия спины электронов ориентируются параллельно друг другу внутри небольших областей — доменов. Внутри домена возникает весьма сильное магнитное поле, так что домен оказывается намагниченным до насыщения, Каждый домен, кроме того, характеризуется определенным
Рис. Ш.6.10 Рис. III.6.1!
значением и направлением вектора магнитного момента P7nд всего домена **) (рис. Ш.6.10).
9\ В отсутствие внешнего магнитного поля векторы магнитных моментов отдельных доменов ориентированы внутри ферромагнетика совершенно беспорядочно, так что суммарный магнитный момент всего тела равен нулю (рис. III.6.11). Под влиянием внешнего магнитного поля в ферромагнетиках происходит поворот вдоль поля магнитных моментов не отдельных атомов или молекул, как в парамагнетиках (111.6.4.3"), а целых областей самопроизвольной намагниченности — доменов. Поворот вдоль поля векторов Рид происходит прежде всего в тех доменах, у которых направление Ргад наиболее близко к направлению вектора индукции B0 внешнего поля. Поэтому величина намагниченности / растет с увеличением B0 постепенно (рис. III.6.7). При увеличении внешнего поля размеры доменов, намагниченных вдоль внешнего поля, растут за счет уменьшения размеров доменов с другими ориентацпями векторов Ртд. При достаточно сильном внешнем магнитном поле Есе ферромагнитное тело оказывается намагниченным. Величина намагниченности достигает максимального значения In — наступает магнитное насыщение (п. 2°).
*) Квантовомеханическая природа этого взаимодействия не рассматривается в элементарном курсе физики.
**) Не следует путать магнитный момент домена с магнитным моментом отдельного атома или молекулы (111.6.1.3°).
6.5. ФЕРРОМАГНЕТИЗМ
285
10°. При уменьшении индукции B0 внешнего поля в намагниченном ферромагнетике происходит постепенная дезориентация областей самопроизвольной намагниченности. Однако и в отсутствие внешнего поля часть магнитных моментов доменов остается ориентированной, и этим объясняется существование остаточной намагниченности (п. 5°) и возможность создания постоянных магнитов.
11°. Тепловое движение атомов ферромагнитных веществ способствует уменьшению величины остаточной намагниченности. Поэтому с повышением температуры остаточная намагниченность уменьшается. При достижении температуры, равной точке Кюри (п. 7°), остаточная намагниченность 1% (рис. III.6.9) полностью исчезает — области самопроизвольной намагниченности распадаются, и вещество теряет ферромагнитные свойства.
Отдел IV
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Глава 1
МЕХАНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
1.1. Основные понятия
и определения колебательных процессов
1°. Колебаниями или колебательными движениями являются движения или изменения состояния, обладающие той или иной степенью повторяемости во времени. Колебания весьма разнообразны по своей физической природе: механи-
ческие колебания тела, подвешенного на пружине (IV. 1.3. Г) (пружинный маятник) (рис. IV. 1.1), качания маятников (IV. 1.4.Г) (рис. IV. 1.2), колебания струн, вибрации фундаментов зданий, электромагнитные колебания в колебательном контуре (IV.2.1. Г) и др. Разнообразные по природе, колебания могут иметь общие закономерности и описываться однотипными математическими методами.
2°. Колебания называются периодическими, если значения физических величин, изменяющихся в процессе колебаний, повторяются через равные промежутки времени. Например, повторяются: положения маятника в часах, аб-
О---
а
Рис. IV.!.!
Рис. IV. 1.2
1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ 287
солютное значение силы тока в сети переменного тока (IV.2.2.30) и др.
3°. Периодом колебания T называется тот наименьший промежуток времени, по истечении которого повторяются значения всех величин, характеризующих колебательное движение. За это время совершается одно полное колебание.
Частотой периодических колебаний v называется число полных колебаний, которые совершаются за единицу времени:
v= 1/Т.
Циклической (круговой) частотой периодических колебаний к» называется число полных колебаний, которые совершаются за 2л единиц времени:
со = 2jtv = 2л/Т, откуда T = 2л/со.
4°. Частным случаем периодических колебаний являются гармонические колебания, в которых колеблющаяся физическая величина X изменяется с течением времени по закону
