МАГНЕТИЗМ

Особая форма взаимодействия между телами (частицами), осуществляемого посредством магнитного поля; раздел физики, изучающий это взаимодействие и свойства веществ (магнетиков), в которых оно проявляется. Последовательное объяснение Магнетизма элементарных частиц, атомов и макроскопических тел может быть дано только на основе квантовой теории. Согласно этой теории, Магнетизм микрочастиц обусловлен как собственными, или спиновыми, магнитными моментами, так и моментами, возникающими при движении микрочастиц (орбитальные магнитные моменты, вызываемые микротоками). Магнитные свойства атомов и макроскопических тел определяются в конечном итоге Магнетизмом частиц, из которых они состоят.

Основную роль в формировании магнитных свойств вещества играют электрические и магнитные взаимодействия между электронами. Наряду с классическим кулоновским взаимодействием существует дополнительное электростатическое межэлектронное взаимодействие квантовой природы (обменное взаимодействие), которое зависит от взаимной ориентации спинов электронов. В атомах элементов переходных групп оно приводит к частичному заполнению электронами оболочек, упорядочению электронных спинов и появлению у этих атомов собственного магнитного момента, существующего независимо от внешнего магнитного поля. Обменное взаимодействие между электронами различных атомов в твёрдом теле может приводить к упорядочению атомов магнитных моментов в макрообъёмах. Величина энергии обменной связи имеет значение (в расчёте на один магнитный атом) 10 -10 Дж, что соответствует критическим температурам (Кюри температуре, Нееля температуре) 1-10 К.

Если магнитное упорядочение происходит в кристаллических веществах, то по аналогии с элементарной кристаллохимической ячейкой вводится понятие элементарной магнитной ячейки, под которой понимают наименьшую совокупность узлов кристаллической решётки, периодическим повторением которой можно получить всю магнитную структуру кристалла. Химически тождественные магнитные атомы, находящиеся в эквивалентных кристаллографических позициях решётки, образуют магнитные подрешётки, число которых совпадает с числом магнитных атомов в элементарной магнитной ячейке. Наиболее распространены ферро, ферри, антиферромагнитные и геликоидальное (винтовое) упорядочения атомных магнитных моментов. Экспериментально магнитная структура кристаллов определяется методом дифракции нейтронов.

В электронике магнитные свойства вещества широко используются при создании различных приборов и устройств на основе магнитных материалов: приборов для управления потоками электро-магнитной энергии (ферритовых вентилей, циркуляторов, фазовращателей и других), устройств магнитной записи (магнитные головок, лент, дисков и другого), запоминающих и логических устройств (например, ферритовых запоминающих ячеек, магнитных интегральных схем), магнитных фокусирующих устройств (например, в электронно-лучевых приборах, клистронах, ЛЕВ, мазерах на циклотронном резонансе) и т. д. Круг проблем, связанных с техническим использованием Магнетизма в твердотельной электронике, составляет её самостоятельную область, получившую название магнитоэлектроника.

Copyright © 2002 - 2017 Ravnopravie.kharkov.ua. All Rights Reserved.