Законы Кюри и Кюри-Вейсса

В 1905 г., на основе методов статической физики Ланжевеном была решена задача нахождения значения намагниченности, и установлено выражение для результирующего магнитного момента N частиц:

(2.19)

где k – постоянная Планка; N – количество атомов, содержащихся в объеме V с некомпенсированным магнитным моментом μ _M при температуре T.

Функцию называют функцией Ланжевена. При нормальных условиях, и не очень сильных полях (a < < 1) очевидно, что энергия взаимодействия магнитного момента парамагнетиков с внешним полем мала по сравнению с энергией теплового движения.

Учитывая, что вместо (2.19) запишем:

(2.20)

откуда намагниченность I иобъемная магнитная восприимчивость χ определяться по формулам (2.21) и (2.22) соответственно.

(2.21)

(2.22)

где C – постоянная Кюри (2.23), определяемая для каждого вещества.

(2.23)

Выражение (2.23) представляет собой закон Кюри, при доказательстве которого не учитывались силы взаимодействия между элементарными носителями магнетизма парамагнетика (молекулярное магнитное поле). Закон Кюри правдоподобно описывает температурную зависимость лишь тех парамагнитных материалов, молекулярное взаимодействие между элементарными носителями магнетизма которых мало (например, O₂, NOи др.).

Для учета влияния молекулярного магнитного поля Вейсс предложил считать это поле пропорциональным намагниченности, появившейся вследствие упорядоченности, на основании чего, в парамагнетике действует поле:

H _эфф= H + n I, (2.24)

где n – коэффициент пропорциональности.

Подставляя выражение (2.24) в (2.21), и учитывая (2.22), получим:

(2.25)

отсюда следует, что

(2.26)

где Δ – постоянная Вейсса.

Выражение (2.26) представляет собой более общий (по сравнению с законом Кюри) закон Кюри-Вейсса