Номер 1, страница 355 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

1. Какие вещества называются ферромагнетиками?

1. Ферромагнетики — это класс веществ, которые обладают способностью сильно намагничиваться во внешнем магнитном поле и сохранять намагниченность после его снятия. Их магнитные свойства на много порядков сильнее, чем у парамагнетиков и диамагнетиков. Это явление называется ферромагнетизмом.

Ключевые особенности ферромагнетиков:

1. Доменная структура. На микроскопическом уровне ферромагнитные материалы состоят из макроскопических областей спонтанной намагниченности, называемых магнитными доменами. Внутри каждого домена магнитные моменты атомов сонаправлены благодаря сильному квантовомеханическому обменному взаимодействию. В отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты доменов ориентированы хаотически, поэтому их суммарное поле равно нулю, и образец в целом не намагничен.

2. Высокая магнитная проницаемость. Относительная магнитная проницаемость $\mu$ ферромагнетиков очень велика, $\mu \gg 1$. Она может достигать значений в сотни тысяч. Это означает, что ферромагнетики способны во много раз усиливать внешнее магнитное поле, втягивая в себя линии магнитной индукции.

3. Процесс намагничивания. При помещении ферромагнетика во внешнее магнитное поле происходит перестройка доменной структуры: сначала смещаются границы доменов (растут те домены, чья намагниченность совпадает с направлением поля), а затем, в более сильных полях, происходит поворот векторов намагниченности целых доменов вдоль поля. При достижении полного упорядочивания наступает состояние магнитного насыщения.

4. Магнитный гистерезис. После снятия внешнего поля ферромагнетик не размагничивается полностью, а сохраняет остаточную намагниченность. Зависимость намагниченности от предыстории образца и приложенного поля описывается петлей гистерезиса. Это свойство используется для создания постоянных магнитов.

5. Точка Кюри. Ферромагнитные свойства вещества проявляют только при температурах ниже определенной критической температуры, называемой точкой Кюри ($T_C$). При нагревании выше точки Кюри тепловое движение разрушает упорядоченную ориентацию магнитных моментов, и ферромагнетик превращается в парамагнетик.

Типичными представителями ферромагнетиков являются железо (Fe), никель (Ni), кобальт (Co), некоторые редкоземельные металлы (например, гадолиний) и многочисленные сплавы и соединения на их основе.

Ответ: Ферромагнетики — это вещества, которые способны очень сильно намагничиваться во внешнем магнитном поле и сохранять намагниченность после его удаления. Их ключевые особенности — очень высокая магнитная проницаемость ($\mu \gg 1$), наличие доменной структуры и существование ферромагнитных свойств только ниже определенной температуры (точки Кюри). Типичными примерами являются железо, кобальт и никель.