Дослідження кривих гістерезису. Залежність магнітної індукції від напруженості магнітного поля. Сучасна теорія феромагнетиків. Процеси намагнічування феромагнетика. Методика дослідження кривих, петлі гістерезису феромагнетика за допомогою осцилографа.
Аннотация к работе
Реакція цих систем залежить від сил, що діяли раніше, тобто системи залежать від власної історії. Феромагнетиками називають речовини, які володіють великою магнітною проникністю.Магнітна індукція В і напруженість магнітного поля Н у феромагнетиків неоднозначно звязані один з одним: індукція В залежить не тільки від напруженості магнітного поля Н, але і від «історії» зразка. Якщо прикладати магнітне поле до розмагніченого зразка (центральна частина малюнка), то його намагнічування відповідає кривій ODDE, що виходить з початку координат. Індукція В в зразку складається з індукції, звязаної з зовнішнім намагнічуючим полем, і індукції, створюваної самим намагніченим зразком. При невеликих H магнітна проникність - (нахил кривої ODDE) зростає, досягає максимуму і потім зменшується (насичення), поступово наближаючись до одиниці при дуже великих полях, коли перший член у виразі (1) стає більшим другого. При зменшенні напруженості магнітного поля H стан зразка характеризуються точками, що лежать на кривій EDF, і при нульовому полі зразок має ненульову індукцію Br, (залишкова індукція).По-перше, в деяких феромагнетиках можна змінювати намагніченість від початкового нульового значення до величезного значення насичення під дією незначного намагнічуючого поля. Ця обставина вказує на те, що намагнічування феромагнетиків обумовлюється дуже сильною оріентацією власних магнітних моментів електронів (електронних спінів), а не магнітними моментами атомів у цілому. Відповідно до сучасних представлень, надійно обґрунтованих на досліді, сутність феромагнетизму полягає в тому, що сильне орієнтування елементарних магнітних моментів виникає у феромагнетиках незалежно від зовнішнього магнітного поля, так що феромагнетик намагнічений до насичення, що відповідає даній температурі, вже без усякого поля (рис. Так як дослід показує, що феромагнетики при відсутності зовнішнього поля можуть бути і не намагнічені, то для пояснення цього удаваного протиріччя Вейсс висунув другу основну гіпотезу, відповідно до якої феромагнетик розбивається на велике число малих (але макроскопічних) областей, або доменів. Кожна з цих областей при температурах нижче температури Кюрі намагнічена досить сильно, але напрямки намагнічування в окремих доменах різні, а саме такі, що повний магнітний момент феромагнетика дорівнює нулю (рис.При відсутності зовнішнього поля феромагнетик розбивається на домени таким чином, що його результуючий магнітний момент близький до нуля. Тому виникає процес зсуву границь доменів, при якому обєм доменів з меншої енергією зростає, а з більшою енергією зменшується (рис. У дуже слабких полях ці зсуви границь оборотні і встигають за зміною поля. Якщо поле збільшується ще більше, то виникає новий тип процесу намагнічування, при якому змінюється напрямок магнітного моменту усередині домена (обертання вектора намагніченості, рис. Зазначені процеси намагнічування (за винятком зсуву границь у слабких полях) відбуваються з деякою затримкою, тобто зсув границь і поворот вектора намагніченості відстають від зміни поля, що приводить до появи гістерезиса.Магнітну індукцію зручно визначати за допомогою е.р.с., яка виникає при зміні магнітного потоку Ф в котушці, що охоплює зразок: Е = - DФ/dt. Нехай котушка щільно охоплює зразок і індукція В в зразку однорідна. Таким чином, для визначення В потрібно проінтегрувати сигнал, наведений змінним магнітним полем у вимірювальній котушці, намотаній на зразок. 7) і виконує своє призначення, якщо вихідний сигнал набагато менший вхідного: Uвих << Uвх (5) На ньому виникає сигнал напруги, пропорційний струму в обмотці і, отже, напруженості H магнітного поля в зразку.
План
Зміст
Вступ
1. Криві гістерезису. Залежність магнітної індукції від напруженості магнітного поля
2. Сучасна теорія феромагнетиків. Домени
3. Процеси намагнічування феромагнетика
4. Дослідження кривих гістерезису феромагнетика за допомогою осцилографа
Висновки
Список використаної літератури
Вывод
В даному рефераті розглянуто: - явище феромагнітного гістерезису та причини його виникнення;
- доменну структуру феромагнетиків та те як вона вплває на форму петлі гістерезису;
- деякі способи дослідження кривих гістерезису феромагнетика.
2) М.А. Красносельский, А.В. Покровский. Системы с гистерезисом М., Наука, 1983. 271 стр.
3) R.V. Lapshin (1995). «Analytical model for the approximation of hysteresis loop and its application to the scanning tunneling microscope » (PDF). Review of Scientific Instruments 66 (9): 4718-4730. DOI :10.1063/1.1145314 . ISSN -00346748
4) 4) К.В. Шалимова, Физика полупроводников, «Энергия», М., 1976. ст. 11-24, 29-42, 54-60.
5) 5) П.С. Киреев, Физика полупроводников, «Высшая школа», М., 1975, ст 37-48, 58-62, 72-76, 85-89, 100-101.
6) 6) В.Ф. Лысов, Практикум по физике полупроводников, «Просвещение», М., 1976, ст. 5-34.