Парамагнетики

Если магнитный момент атома не равен нулю, то вещество относится к парамагнетикам (рис. 2.5, а). Если поместить парамагнетик во внешнее магнитное поле, магнитные моменты атомов стремятся установиться вдоль вектора напряженности , а тепловое движение стремится разбросать их равномерно по всем направлениям. В результате устанавливается некоторая преимущественная ориентация моментов вдоль поля (рис. 2.5, б), тем большая, чем больше и тем меньшая, чем выше температура.

Кюри экспериментально установил закон, согласно которому восприимчивость парамагнитного вещества равна:

, (2.9)

где – постоянная Кюри, зависящая от рода вещества; – термодинамическая температура.

Теория, объясняющая поведение парамагнетика во внешнем поле была предложена Ланжевеном. В этой теории парамагнетик представлен в виде совокупности магнитных стрелок (газа магнитных стрелок), принимающих участие в тепловом движении и взаимодействующих с внешним магнитным полем.

В результате для магнитной восприимчивости Ланжевеном было получено следующее выражение:

, (2.10)

где – постоянная Больцмана.

Сравнивая формулы (2.9) и (2.10), получаем, что постоянная Кюри

.

Значение , определенное по формуле (2.10), в основном согласуется с опытом, однако в сильных полях и при низких температурах наблюдается отступление от пропорциональности между намагниченностью и напряженностью поля; в частности, может наступить состояние магнитного насыщения, при котором все выстраиваются по полю и дальнейшее увеличение не приводит к увеличению .