4自发磁化理论讲解.pptx

第三章：自发磁化理论磁性物理学2024年10月9日本章学习要点1.掌握铁磁性物质的基本特征;2.掌握分子场理论，定域分子场理论的内容及其应用；3.了解交换作用的机制，了解描述自发磁化的其他理论模型；4.掌握铁磁体的自发磁化强度的温度特性。3-1铁磁性物质的基本特征一、磁有序概念1、晶体结构有序：在晶体中，原子按照某些可以重复排列的规则占据晶格位置，称为有序排列。有序排列可以延伸到整个整个晶体范围长程有序有序排列只能延伸几个原子尺度范围短程有序2、磁结构有序：在物质内部磁矩的空间取向在任意一个小区域内，由于某种作用呈现有序的排列。例如铁磁有序，反铁磁有序，亚铁磁有序等。顺磁性磁矩磁无序铁磁性磁矩磁有序H=0H=0二、铁磁性物质的基本特征1、铁磁体内存在按磁畴分布的自发磁化2、磁化率相当大，可达10106数量级，加很小的外场即可磁化至饱和（原因即是存在自发磁化）。3、MH之间不是单值函数关系，且呈现磁滞现象，具有剩磁。MHc0MBHBHcBr铁磁性物质的磁滞回线4、存在磁性转变温度Tc居里温度TTC,遵从居里-外斯定律TTc时，铁磁性转变为顺磁性，热骚动能破坏了分子场对原子磁矩有序取向的作用。(二)、自发磁化强度Ms及其与温度的关系Weiss假设，分子场Hmf与自发磁化强度Ms成正比。式中，为Weiss分子场系数三、外斯分子场理论在外场作用下，由Langevine顺磁理论：联立求解方程1、2可得到一定H与T下的M，若令H=0,即可得到Ms，也可计算Tc。1、图解法求解讨论：当T=Tc时，直线与曲线相切于原点，即Ms=0。当TTc时，无交点，即无自发磁化，说明铁磁性转变为顺磁性，Tc称为居里温度（铁磁性居里温度）2、Tc的物理意义此时二直线相切，斜率相同，即：Tc是铁磁性物质的原子本性的参数，表明热骚动能量完全破坏了自发磁化，原子磁矩由有序向混乱转变。(三)、居里外斯定律的推导说明：Weiss分子场理论的结论是：Tp=Tc实际情况是：TpTc，原因是铁磁性物质在TTc后仍短程有序。M0与Ms的区别：a、饱和磁化强度M0：原子磁矩在H作用下趋于H方向，即使再增加H，磁化强度不再增加，此时M趋近于M0。b、自发磁化强度Ms：把饱和磁化强度外推到H=0时的磁化强度的值。