Feromagnētisms
Magnētisma veids, viens no kristālisku vielu magnētiskajiem stāvokļiem, kam raksturīga atomu, jonu vai kmolektīvo vadītspējas elektronu magnētisko momentu feromagnētiskā kārtība.
Šī orientācija pastāv līdz noteiktai temperatūrai - Kirī punktam, un tai atbilst pozitīva apmaiņas mijiedarbības enerģija. Vielas, kurās izveidojas feromagnētiskā kārtība, sauc par feromagnētiķiem. Feromagnētiķu magnētiskā uzņēmība x>0 un var sasniegt x~~104. Raksturīga feromagnētiķu īpatnība ir nelineāra sakarība starp magnetizāciju J un ārējā magnētiskā lauka intensitāti H. Palielinot H, magnetizācijas sākumā palielinās strauji, pēc tam lēnāk, līdz beidzot iestājas piesātinājusms Js. Līdzīgā veidā feromagnētiķī mainās arī magnētiskā indukcija B. Cikliskas magnetizēšanas gadījumā izpaužas magnētiskā histerēze. Feromagnētiķu magnētiska caurlaidība mī nav konstanta, bet akarīga no H. Feromagnētiķu monokristāliem raksturīga magnētiskā anizotropija, tajos pastāv noteikti vieglās magnetizācijas virzieni. Polikristālos šāda anizotropija neizpaužas, jo kristāliskie graudi orientēti haotiski. Feromagnētiķu īpašības atkarīgas no temperatūras T, jo atomu termiskā kustība cenšas izjaukt tālo magnētisko kārtību. Maksimālā piesātinājuma magnetizācija Js ir 0 K temperatūrā un pakāpeniski samazinās līdz nullei (temperatūrā T Kirī punktā). Ja T> par Kirī punktu, feromagnētiskās īpašības izzūd, notiek feromagnētiskās fāzes pāreja paramagnētiskajā fāzē (retzemju metāliem - antoferomagnētiskā fāzē). Šī ir otra veida fāžu pāreja. Tā kā pie T=Kirī punktu tiek sagrauta magnētiska kārtība, apmaiņas spēku enerģija uz vienu atomu ir lielums ar kāru kKirī~~10-20 J (k - Bolcmaņa konstante). Šāda enerģijas vērtība var būt tikai elektronu elektriskajā mijiedarbībā, jo divu kaimiņatomu elektronu magnētiskās mijiedarbības enerģija nepārsniedz 10-23 J. Tātad tālo magnētisko kārtību feromagnētiķī nosaka elektronu elektriskā mijiedarbība.
Feromagnētisms raksturīgs tikai tiem kristāliem, kuru atomos ir elektroni ar nekompensētiem magnētiskiem momentiem (spinu, orbitālajiem vai abiem vienlaicīgi). Šis nosacījums pastāv kristālos, ko veido pārejas elementi, jo tiem ir neaizpildīti enerģijas d- un f- apakšlīmeņi.
Pētot feomagnētismu, B.Rozings (1897.g., Krievija) izteica atziņu par molekulāro spēku lauka eksistenci feromagnētiķos; P.E.Veiss (1907.g., Francija) izvirzīja hipotēzi, ka feromagnētiķī pastāv spontānās magnetizācijas apgabali - domēni. J.Frenkels (1928.g., PSRS) un V.Heizenbergs (1928.g., Vācija) radīja apmaiņas mijiedarbības teoriju feromagnētisma izskaidrošanai; F.Blohs (1930.g., ASV) pierādīja, ka paaugstinot temperatūru, feromagnētiķu spontānā magnetizācija samazinās, jo rodas spinu viļņi. Ļ.Landauss un J.Lifšics (1935.g., PSRS) izstrādāja domēnu veidošanās teoriju.
Feromagnētisma pētījumi sniedz iespēju iegūt informāciju par kristālu struktūru; XX gs. 70.gados pētījumi radīja saikni starp feromagnētismu un astrofiziku, kā arī elementārdaļinu fiziku.
Saites.
Feromagnētiķi.
