Естественные науки
Почему если магнит нагреть, то он теряет свои способности примагничивать металлические предметы?
Получается аналогично таянию снежинки - нарушается упорядоченность диполей молекул и в снежинке и в магните.
Можно нагреть не только магнит, но и сам металлический предмет, он тоже потеряет магнитные свойства.
Раскаленный кусок железа не примагнитится к холодному магниту.
Раскаленный кусок железа не примагнитится к холодному магниту.
меняется фазовое состояние металла, а с ним свойства
И удара боится .
Атомы меняют свою природу.
Виталий Ляхович
На что меняют?!
(с грустью) ориентация доменов нарушается (((
Наталья Kyharewa
Подавляющее большинство атомов обладает собственным магнитным полем. Практически любой атом можно представить в виде крошечного магнитика с северным и южным полюсами. Этот магнитный эффект объясняется тем, что электроны при движении по орбитам вокруг атомного ядра создают микроскопические электрические токи, которые и порождают магнитные поля. Сложив магнитные поля, индуцируемые всеми электронами атома, мы получим суммарное магнитное поле атома. В большинстве веществ магнитные поля атомов ориентированы хаотично, в результате чего они взаимно гасятся. Однако в некоторых веществах и материалах (прежде всего в сплавах, содержащих железо, никель или кобальт) атомы упорядочиваются так, что их магнитные поля направлены в одну сторону и усиливают друг друга. В результате кусочек такого вещества оказывается окружен магнитным полем. Из таких веществ, называемых ферромагнетиками, поскольку обычно они содержат железо, и получают постоянные магниты.
нарушение ориентации дипольного момента при нагревании
Нужно разобрать поэтапно причины существования намагниченности ферромагнетиков, чтобы ответить на ваш вопрос.
1. Обменный интеграл взаимодействия электронов соседних атомов ферромагнетика положителен, что приводит к уменьшению суммарной энергии взаимодействия при параллельной ориентации проекций спина. Качественно это объясняется тем, что состояние с параллельными спинами, из-за принципа Паули (который приводит к расталкиванию электронов) , характеризуется меньшей энергией кулоновского взаимодействия электронов, в отличие от состояния с антипараллельными спинами. Это приводит к существованию спонтанной намагниченности ферромагнетика.
2. Ферромагнетик мог бы состоять из одного большого домена, то есть, всегда быть намагниченным, а мог бы состоять из множества малых доменов, размеры которых равны 10^-12 - 10^-11 м и сравнимы с размером атома. Но характерный размер доменов - 1 мкм. Это вызвано конкуренцией следующих двух факторов.
2.1. Энергия магнитного поля зависит от объёма, в котором это поле существует. При увеличении объёма домена, таким образом, всё больше силовых линий дипольного магнитного поля замыкаются на бесконечности; в результате, энергия магнитного поля растёт. Потому энергетически выгодно уменьшение размеров доменов - тогда силовые линии разных доменов будут замыкаться друг на друге. С уменьшением размеров доменов в кристалле, соответственно, количество доменов растет.
2.2. При увеличении количества доменов в кристалле растёт суммарная площадь их свободной поверхности. Свободная поверхность границ ферромагнитных доменов называется стенкой Блоха. Стенка Блоха, таким образом, является переходной областью между ферромагнитными доменами. Потому проекции спина на направление движения электронов в этой области есть промежуточными относительно характерных ориентаций проекции спина электронов, которые находятся в двух доменах. Чтобы проекция спина промежуточных электронов сохраняла такое промежуточное направление, нужно затратить определённую энергию (из-за обменного взаимодействия) . Суммарная поверхностная энергия стенок Блоха пропорциональна суммарной площади стенок Блоха. Потому энергетически выгодно увеличение размеров доменов.
3. Если на ферромагнетик подействовать произвольно сильным внешним магнитным полем, то, вследствие его взаимодействия с магнитными моментами доменов, наименьшей энергией система поле-ферромагнетик будет обладать тогда, когда магнитные моменты ориентированы по полю. В результате, ферромагнетик становится одним большим магнитным диполем. То есть, магнитом.
Хоть и энергия ферромагнетика в намагниченном состоянии выше, чем в размагниченном, но обменное взаимодействие создает потенциальный барьер, который сохраняет намагниченность. Таким образом, наблюдается остаточная намагниченность. Однако, если ферромагнетик получит энергию, достаточную для преодоления этого потенциального барьера (разупорядочивания ориентации магнитных доменов) , то он размагнитится. Нагревание обусловливает передачу тепловой энергии, что приводит к размагничиванию.
1. Обменный интеграл взаимодействия электронов соседних атомов ферромагнетика положителен, что приводит к уменьшению суммарной энергии взаимодействия при параллельной ориентации проекций спина. Качественно это объясняется тем, что состояние с параллельными спинами, из-за принципа Паули (который приводит к расталкиванию электронов) , характеризуется меньшей энергией кулоновского взаимодействия электронов, в отличие от состояния с антипараллельными спинами. Это приводит к существованию спонтанной намагниченности ферромагнетика.
2. Ферромагнетик мог бы состоять из одного большого домена, то есть, всегда быть намагниченным, а мог бы состоять из множества малых доменов, размеры которых равны 10^-12 - 10^-11 м и сравнимы с размером атома. Но характерный размер доменов - 1 мкм. Это вызвано конкуренцией следующих двух факторов.
2.1. Энергия магнитного поля зависит от объёма, в котором это поле существует. При увеличении объёма домена, таким образом, всё больше силовых линий дипольного магнитного поля замыкаются на бесконечности; в результате, энергия магнитного поля растёт. Потому энергетически выгодно уменьшение размеров доменов - тогда силовые линии разных доменов будут замыкаться друг на друге. С уменьшением размеров доменов в кристалле, соответственно, количество доменов растет.
2.2. При увеличении количества доменов в кристалле растёт суммарная площадь их свободной поверхности. Свободная поверхность границ ферромагнитных доменов называется стенкой Блоха. Стенка Блоха, таким образом, является переходной областью между ферромагнитными доменами. Потому проекции спина на направление движения электронов в этой области есть промежуточными относительно характерных ориентаций проекции спина электронов, которые находятся в двух доменах. Чтобы проекция спина промежуточных электронов сохраняла такое промежуточное направление, нужно затратить определённую энергию (из-за обменного взаимодействия) . Суммарная поверхностная энергия стенок Блоха пропорциональна суммарной площади стенок Блоха. Потому энергетически выгодно увеличение размеров доменов.
3. Если на ферромагнетик подействовать произвольно сильным внешним магнитным полем, то, вследствие его взаимодействия с магнитными моментами доменов, наименьшей энергией система поле-ферромагнетик будет обладать тогда, когда магнитные моменты ориентированы по полю. В результате, ферромагнетик становится одним большим магнитным диполем. То есть, магнитом.
Хоть и энергия ферромагнетика в намагниченном состоянии выше, чем в размагниченном, но обменное взаимодействие создает потенциальный барьер, который сохраняет намагниченность. Таким образом, наблюдается остаточная намагниченность. Однако, если ферромагнетик получит энергию, достаточную для преодоления этого потенциального барьера (разупорядочивания ориентации магнитных доменов) , то он размагнитится. Нагревание обусловливает передачу тепловой энергии, что приводит к размагничиванию.
молекулы вместо упорядоченного движения двигаются хаотически
Точка Кюри железа = +770. Сплавов и того меньше (у пермаллоя +550оС)
Достаточно один раз нагреть выше этой температуры - и всё размагнится, поскольку выше точки Кюри материал перестаёт быть ферромагнетиом и намагниченным быть не может.. . Точка Кюри, или температура Кюри, — температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной — в ферромагнетиках, электрической — в сегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах)
Достаточно один раз нагреть выше этой температуры - и всё размагнится, поскольку выше точки Кюри материал перестаёт быть ферромагнетиом и намагниченным быть не может.. . Точка Кюри, или температура Кюри, — температура фазового перехода II рода, связанного со скачкообразным изменением свойств симметрии вещества (например, магнитной — в ферромагнетиках, электрической — в сегнетоэлектриках, кристаллохимической — в упорядоченных сплавах)
Похожие вопросы
- Почему магнит теряет свои свойства, если его сильно нагреть?
- при нагревании магниты теряют свои свойства- размагнисиваются. почему
- С чем связано, если каждую зиму при прикосновении к любым металлическим предметам тебя бьет током?...
- Если магнит нагреть,он перестанет магнитить?А когда остынет? А когда остынет?
- Если при нагревании магнит теряет свои магнитные свойства, то как образуется магнитное поле Земли?
- Почему металлические предметы при комнатной температуре кажутся на ощупь холодными, а деревянные - теплыми?
- Почему металлические предметы холоднее, чем деревянные?
- Почему газ не воспламеняется, если к конфорке поднести раскаленный до оранжевого каления металлический предмет?
- Есть физики? Меня часто бьет током от металлических предметов...
- Меня часто бьет током от металлических предметов: ручек дверей, смесителей, стояков в чем причина?