Номер 3, страница 355 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Что такое температура Кюри?

1. Ферромагнетики — это вещества, которые обладают способностью сильно намагничиваться даже в слабых внешних магнитных полях. Их магнитная проницаемость $$\mu$$ значительно больше единицы ($$\mu \gg 1$$). Ключевой особенностью ферромагнетиков является наличие доменов — макроскопических областей спонтанной намагниченности, в которых магнитные моменты атомов уже сонаправлены. В отсутствие внешнего поля магнитные моменты доменов ориентированы хаотично, и суммарный магнитный момент тела равен нулю. Примерами ферромагнетиков являются железо (Fe), никель (Ni), кобальт (Co), а также некоторые редкоземельные металлы (например, гадолиний Gd) и их сплавы.

Ответ: Ферромагнетики - это вещества, способные сильно намагничиваться во внешнем магнитном поле и сохранять намагниченность после его снятия, их магнитная проницаемость $$\mu \gg 1$$.

2. Процессы намагничивания и размагничивания ферромагнитных материалов объясняются поведением их внутренней структуры, состоящей из магнитных доменов. Намагничивание: В размагниченном состоянии магнитные моменты доменов ориентированы хаотически, поэтому их суммарное поле равно нулю. При помещении ферромагнетика во внешнее магнитное поле происходят два основных процесса: 1) смещение границ доменов, при котором домены с ориентацией по полю растут за счёт других; 2) поворот магнитных моментов целых доменов в направлении внешнего поля (в сильных полях). После снятия внешнего поля часть доменов остается ориентированной, что приводит к остаточной намагниченности. Размагничивание: Для размагничивания необходимо разрушить упорядоченную ориентацию доменов. Это достигается: 1) нагревом выше температуры Кюри, когда тепловое движение разрушает доменную структуру; 2) воздействием переменного магнитного поля с убывающей амплитудой, которое хаотизирует ориентацию доменов; 3) механическим воздействием (удары, вибрация).

Ответ: Намагничивание объясняется ориентацией и ростом магнитных доменов под действием внешнего поля, а размагничивание — разрушением этой упорядоченной структуры путем нагрева, воздействия переменным полем или механически.

3. Температура Кюри (или точка Кюри, обозначается $$T_C$$) — это критическая температура, при достижении и превышении которой ферромагнитный материал теряет свои характерные ферромагнитные свойства и становится парамагнетиком. Выше этой температуры энергия теплового движения атомов становится достаточной, чтобы преодолеть обменное взаимодействие, которое отвечает за спонтанное упорядочение магнитных моментов в доменах. В результате доменная структура разрушается, и материал теряет способность к сильному намагничиванию. У каждого ферромагнетика своя температура Кюри: у железа ~770 °C, у никеля ~358 °C, у кобальта ~1115 °C.

Ответ: Температура Кюри — это температура, выше которой ферромагнетик теряет свои уникальные магнитные свойства и превращается в парамагнетик.

4. Диамагнетики — это вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении, противоположном направлению этого поля. Основные магнитные свойства диамагнетиков: 1. Они слабо выталкиваются из магнитного поля. 2. Их магнитная проницаемость $$\mu$$ незначительно меньше единицы ($$\mu < 1$$). 3. Их магнитная восприимчивость $$\chi$$ отрицательна и очень мала по абсолютной величине ($$\chi < 0, |\chi| \ll 1$$). Диамагнетизм — это универсальное свойство, присущее всем веществам, так как он обусловлен изменением движения электронов в атомах под действием внешнего поля согласно правилу Ленца. Однако в пара- и ферромагнетиках этот слабый эффект маскируется более сильными видами магнетизма. Примерами диамагнетиков являются вода, медь, золото, висмут, азот и большинство органических соединений.

Ответ: Диамагнетики обладают свойством слабо намагничиваться против направления внешнего магнитного поля, в результате чего они слабо выталкиваются из него. Их магнитная проницаемость меньше единицы.