Физические методы исследования. Часть 1. Бондарев Ю.М - 24 стр.

                                                  24
                                            (1)
                                              E = gβHS,                                       (16)
где g - ф ак тор Л анде, обы чноравны й двум для больш и нства соеди нени й , β - магнетон Бора,
равны й 9,27·10-19 эрг/Э (напомни м, чтоэнерги я магни тны х взаи модей стви й - этоск алярное
прои зведени е век торов магни тны х моментов µ и H). E(2) - энергети ческ и й вк лад, к оторы й
зави си т от тонк и х особенностей э лек тронного строени я и его сложно объясни ть с точк и
зрени я к ласси ческ ой ф и зи к и . С ледует обрати ть вни мани е на малость вели чи ны э нерги и
магни тного взаи модей стви я (для к омнатны х температур и магни тны х полей , обы чны х в
лаборатори и , э нерги я магни тны х взаи модей стви й на 3-4 порядк а меньш е, чем энерги я
тепловогодви жени я молек ул).
      П осле математи ческ и х преобразовани й вы ражени е для мак роск опи ческ ой магни тной
воспри и мчи вости с учетом больцмановск огораспределени я ансамбля магни тны х моментов
поэнергети ческ и м уровням при ни мает ви д:




                                                                                              (17)
      Этои есть уравнени е В ан-Ф лек а - основное в магнетох и ми и , связы ваю щ ее магни тны е
свой ства состроени ем молек ул. Здесь NA - чи слоАвогадро, k - постоянная Больцмана. С
нек оторы ми к рай ни ми случаями егомы уже встречали сь вы ш е. Е сли En(0)=0, а En(2) можно
пренебречь, томы получаем врезультате зак он Кю ри , новболее строгой ф орме:
                                            χ = NA g2β 2 / 4kT                                (18)
В и дно, чтозак он Кю ри отражает так назы ваемы й чи стоспи новы й магнети зм, х арак терны й
для больш и нства парамагни тны х соеди нени й , напри мер солей меди , железа, ни к еля и други х
перех одны х металлов. Е сли En(1)=0 и En(0) >> kT, то уравнени е В ан-Ф лек а значи тельно
упрощ ается:
                                         χM = NA(-2 En(2)) = Nα >0,                           (19)
      где Nα - температурно незави си мы й (ван-ф лек овск и й ) парамагнети зм. Как ви дно и з
и зложенного, ван-ф лек овск и й парамагнети зм - явлени е чи сто к вантовое и необъясни мо с
пози ци й к ласси ческ ой ф и зи к и . Е го можно представи ть к ак при меш и вани е к основному
состояни ю молек улы возбужденны х энергети ческ и х уровней .
      С ущ ественное вли яни е на магни тны е свой ства вещ ества могут ок азать так же
внутренни е взаи модей стви я (элек три ческ ой и магни тной при роды ) между атомны ми
магни тны ми моментами . В нек оторы х случаях благодаря э ти м взаи модей стви ям ок азы вается
энергети ческ и вы годнее, чтобы ввещ естве сущ ествовал самопрои звольны й (не зави сящ и й от
внеш него поля) атомны й магни тны й порядок . В ещ ества, в к оторы х атомны е магни тны е
моменты расположены параллельно друг другу, назы ваю тся ф ерромагнети к ами ;
соответственноанти ф ерромагнети к ами назы ваю тся вещ ества, в к оторы х соседни е атомны е
моменты расположены анти параллельно.

       Ф ерромагнети зм обнаружи ваю т к ри сталлы тольк одевяти х и ми ческ и х элементов: 3d-
металлы (Fe, Ni, Co) и 4f-металлы (Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm). О днак ои меется огромное чи сло
ф ерромагни тны х сплавов и х и ми ческ и х соеди нени й (MnFe2O4, Cu2MnAl, BaTiO3 и др.).
П еречи сленны е вы ш е металлы и мею т разли чную к ри сталли ческ ую струк туруи отли чаю тся
значени ями намагни ченности насы щ ени я. О бщ и м при знак ом для всех ф ерромагнети к ов
является нали чи е недостроенны х d- и f-э лек тронны х подуровней атомов. Т ак и е атомы и мею т
неск омпенси рованны й магни тны й момент. Н али чи е спонтанной намагни ченности
сви детельствует о том, что магни тны е моменты атомов ори енти рованы упорядоченно
(параллельно) друг другу. Ф ерромагнети зм связан с упорядочени ем спи новы х магни тны х
моментов. В ф ерромагнети к ах магни тное упорядочени е и меет местов и нтервале температур
от 0К донек оторой к ри ти ческ ой TC - температуры Кю ри . П ри температуре Кю ри прои сх оди т
ф азовы й перех одII-города: превращ ени е ф ерромагнети к ↔ парамагнети к .