Top.Mail.Ru
Ответы
Аватар пользователя
14лет
Изменено
Аватар пользователя
Аватар пользователя
Наука
+1

Почему если магнит нагреть, то он теряет свои способности примагничивать металлические предметы?

По дате
По рейтингу
Аватар пользователя
Новичок
14лет

Получается аналогично таянию снежинки - нарушается упорядоченность диполей молекул и в снежинке и в магните.

Аватар пользователя
Ученик
14лет

Точка Кюри железа = +770. Сплавов и того меньше (у пермаллоя +550оС)
Достаточно один раз нагреть выше этой температуры - и всё размагнится, поскольку выше точки Кюри материал перестаёт быть ферромагнетиом и намагниченным быть не может.. . Точка Кюри, или температура Кюри, — температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной — в ферромагнетиках, электрической — в сегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах)

Аватар пользователя
Гуру
14лет

Нужно разобрать поэтапно причины существования намагниченности ферромагнетиков, чтобы ответить на ваш вопрос.

1. Обменный интеграл взаимодействия электронов соседних атомов ферромагнетика положителен, что приводит к уменьшению суммарной энергии взаимодействия при параллельной ориентации проекций спина. Качественно это объясняется тем, что состояние с параллельными спинами, из-за принципа Паули (который приводит к расталкиванию электронов) , характеризуется меньшей энергией кулоновского взаимодействия электронов, в отличие от состояния с антипараллельными спинами. Это приводит к существованию спонтанной намагниченности ферромагнетика.

2. Ферромагнетик мог бы состоять из одного большого домена, то есть, всегда быть намагниченным, а мог бы состоять из множества малых доменов, размеры которых равны 10^-12 - 10^-11 м и сравнимы с размером атома. Но характерный размер доменов - 1 мкм. Это вызвано конкуренцией следующих двух факторов.
2.1. Энергия магнитного поля зависит от объёма, в котором это поле существует. При увеличении объёма домена, таким образом, всё больше силовых линий дипольного магнитного поля замыкаются на бесконечности; в результате, энергия магнитного поля растёт. Потому энергетически выгодно уменьшение размеров доменов - тогда силовые линии разных доменов будут замыкаться друг на друге. С уменьшением размеров доменов в кристалле, соответственно, количество доменов растет.
2.2. При увеличении количества доменов в кристалле растёт суммарная площадь их свободной поверхности. Свободная поверхность границ ферромагнитных доменов называется стенкой Блоха. Стенка Блоха, таким образом, является переходной областью между ферромагнитными доменами. Потому проекции спина на направление движения электронов в этой области есть промежуточными относительно характерных ориентаций проекции спина электронов, которые находятся в двух доменах. Чтобы проекция спина промежуточных электронов сохраняла такое промежуточное направление, нужно затратить определённую энергию (из-за обменного взаимодействия) . Суммарная поверхностная энергия стенок Блоха пропорциональна суммарной площади стенок Блоха. Потому энергетически выгодно увеличение размеров доменов.

3. Если на ферромагнетик подействовать произвольно сильным внешним магнитным полем, то, вследствие его взаимодействия с магнитными моментами доменов, наименьшей энергией система поле-ферромагнетик будет обладать тогда, когда магнитные моменты ориентированы по полю. В результате, ферромагнетик становится одним большим магнитным диполем. То есть, магнитом.
Хоть и энергия ферромагнетика в намагниченном состоянии выше, чем в размагниченном, но обменное взаимодействие создает потенциальный барьер, который сохраняет намагниченность. Таким образом, наблюдается остаточная намагниченность. Однако, если ферромагнетик получит энергию, достаточную для преодоления этого потенциального барьера (разупорядочивания ориентации магнитных доменов) , то он размагнитится. Нагревание обусловливает передачу тепловой энергии, что приводит к размагничиванию.

Аватар пользователя
Профи
14лет

молекулы вместо упорядоченного движения двигаются хаотически

Аватар пользователя
Высший разум
14лет

Можно нагреть не только магнит, но и сам металлический предмет, он тоже потеряет магнитные свойства.
Раскаленный кусок железа не примагнитится к холодному магниту.