Зависимость магнитной восприимчивости от температуры. Точка Кюри.

Для чистых диамагнетиков энергия теплового движения слишком мала, чтобы изменить внутреннее (квантованное) состояние атома. Поэтому для диамагнетиков магнитная воспримчивость   и магнитная проницаемость  не должны зависеть от температуры. Обратим внимание, что и, тем самым, (=1+)

К диамагнетикам относятся, например, кислород, алюминий, платина, хлористое железо – , благородные газы и т.д.

В парамагнетиках атомы обладают магнитным моментом, спиновым или орбитальным. Таким образом, кроме диамагнитного эффекта (а он всегда присутствует) есть возможность выстраивания индивидуальных атомных моментов в одном направлении. Но выстраивающие силы относительно малы по сравнению с силами теплового движения, которые стараются разрушить упорядочивание. Отсюда следует, что парамагнетизм особо чувствителен к температуре. Эффект парамагнетизма тем сильнее, чем ниже температура, с ростом T парамагнетизм ослабляется.

Так как диамагнетизм проявляется во всех веществах, он частично или полностью компенсирует парамагнетизм за счет противоположного по знаку вклада в восприимчивость. Поэтому для материалов с атомами, имеющими магнитный момент, можно говорить лишь о преобладании диа- или парамагнитных свойств в веществе, причем их баланс зависит от температуры. К парамагнетикам относятся, например, азот, углекислота, вода, серебро, висмут и т.д.

Восприимчивость ферромагнетиков в слабых (далеких от насыщения) магнитных полях как правило растет с ростом температуры, достигает резкого максимума вблизи точки Кюри, после которого быстро уменьшается (эффект Гопкинсона). При высоких температурах магнитные моменты доменов легко ориентируются слабым внешним полем, что приводит к резкому росту восприимчивости ферромагнетика. По определению магнитная восприимчивость , где B0 – величина магнитной индукции поля, созданного намагничивающим током, а B1 – величина магнитной индукции поля, созданного ферромагнетиком. Значительный рост B1 при приближении к точке Кюри приводит к большому увеличению магнитной восприимчивости χ.

В точке Кюри энергия теплового движения становится сравнимой с энергией обменного взаимодействия и спины, ранее направленные параллельно друг другу, дезориентируются - домены разрушается. Магнитная индукция B1 резко уменьшается и, сле­довательно, магнитная восприимчивость становится весьма малой.

Точка Кюри, или температура Кюри, — температура, при которой вещество теряет ферромагнитные свойства и становится парамагнетиком.  

Температура Кюри для железа равна 753 градусам Цельсия, для никеля - 365 градусов, а для кобальта - 1000 градусов Цельсия.