Естественные науки

Нагревание магнита приводит к его размагничиванию. почему?

Hayk Avetisyan
Hayk Avetisyan
201
Магнит отличается от обычного ненамагниченного куска железа тем, что обычный кусок железа разбит на множество мелких областей - доменов. В каждом домене направление намагниченности свое. Поэтому в обычном куске железа все эти направления взаимно компенсируют друг друга и в целом кусок железа имеет нулевую намагниченность (или очень маленькую, которую даже приборы не чувствуют) .
В намагниченном куске железа или весь кусок представляет собой один большой домен или объем доменов с одним направлением намагниченности превышает суммарный объем доменов с другими направлениями намагниченности.
Такое состояние магнита не является его основным состоянием с минимумом энергии. Чтобы создать такое состояние, то есть намагнитить кусок обычного железа, надо затратить энергию. Поэтому все магниты на самом деле находятся в метастабильных состояниях в локальных потенциальных ямах энергии. От основного состояния энергии эти локальные потенциальные ямы отделяют энергетические барьеры.
Когда нагревают магнит, то температурные флуктуации энергии усиливаются. В результате система из локального минимума может перескочить через энергетический барьер в глобальный минимум энергии, то есть в основное состояние. И таким образом, образец разобъется на мелкие домены так, что объемы доменов с разной намагниченностью примерно будут равны друг другу.
Обратите внимание, что это может произойти ДО ТОГО КАК ОБРАЗЕЦ НАГРЕЕТСЯ ДО ТЕМПЕРАТУРЫ КЮРИ И ДО ТОГО, КАК ПРОИЗОЙДЕТ ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД ВТОРОГО РОДА. То есть теория фазовых переходов второго рода между ферромагнетиком и парамагнетиком тут совершенно не при чем. В принципе размагнитить магнит можно даже при небольшом нагревании, например, если положить магнит на горячую комнатную батарею. Только ждать придется несколько лет, так как значительные температурные флуктуации будут очень редкими и суммарная намагниченность такого магнита будет уменьшаться очень медленно.
Владимир
Владимир
77 431
Лучший ответ
при нагревании связи держащие диполи ориентированными в одном направлении ослабевают (тепловое, броуновское движение) , поэтому общее магнитное поле магнита становится слабее
пространство молекулы расширяется, нестабильно держутся потом
Вы наблюдаете т. н. фазовый переход второго рода. Характерной величиной у магнетика является дипольный момент единицы объёма, он же намагниченность. В теории фазовых переходов Ландау эта величина играет роль т. н. параметра порядка. Именно она притерпевает изменение при изменении температуры.

Существует множество теорий, объясняющих ферромагнитный — парамагнитный фазовый переход. Они достаточно сложны. Когда мы находимся в ферромагнитной фазе (постоянный магнит) , то намагничености во всех узлах тела упорядочены, что приводит к минимуму энергии системы. Когда мы наблюдаем фазовый переход, то моменты разупорядочиваются и в каждом узде тела они напрвлены случайным образом. Это происходит из-за т. н. тепловых флуктуаций, которые приводят к возникновению фазового перехода или критического явления. Виной всему — тепловая флуктуация намагниченности.

Это наиболее простой ответ на вопрос. Но чтобы к нему прийти и осознать нужно достаточно много изучить, особенно в статистической физике. Для более детального ознакомления могу порекомендовать книгу Румера и Рывкина, а так же Стенли. Но в последнем уровень матана зашкаливает :)
NG
Neonilla G
4 745

Похожие вопросы