Номер 5, страница 180 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

5. Что такое ферромагнетики? Приведите примеры.

5. Ферромагнетики — это вещества (как правило, в твердом кристаллическом или аморфном состоянии), в которых ниже определенной критической температуры (точки Кюри) устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов. Это означает, что их элементарные носители магнетизма (спиновые и орбитальные магнитные моменты электронов) выстраиваются параллельно друг другу, образуя спонтанную (самопроизвольную) намагниченность даже в отсутствие внешнего магнитного поля.

Ключевые свойства ферромагнетиков:

- Очень высокая магнитная проницаемость: $ \mu \gg 1 $ (может достигать значений $10^3-10^6$). Это означает, что ферромагнетики способны во много раз усиливать внешнее магнитное поле.

- Способность к сильному намагничиванию. При внесении во внешнее магнитное поле ферромагнетик сам становится сильным магнитом.

- Наличие остаточной намагниченности. После снятия внешнего магнитного поля ферромагнетик может сохранять намагниченность, превращаясь в постоянный магнит. Это свойство называется магнитным гистерезисом.

- Существование точки Кюри ($T_c$). При нагревании выше этой температуры ферромагнитные свойства исчезают, и вещество становится парамагнетиком.

Внутренняя структура ферромагнетиков характеризуется наличием магнитных доменов — макроскопических областей, в пределах которых вещество намагничено до насыщения и все магнитные моменты атомов параллельны. В отсутствие внешнего поля магнитные моменты доменов ориентированы хаотически, поэтому суммарная намагниченность образца равна нулю. Приложение внешнего поля приводит к росту доменов, ориентированных по полю, и переориентации других доменов, что и вызывает сильное намагничивание.

Примеры ферромагнетиков:

- Металлы: железо (Fe), никель (Ni), кобальт (Co), а также некоторые редкоземельные металлы, такие как гадолиний (Gd) и диспрозий (Dy) (проявляют ферромагнетизм при низких температурах).

- Сплавы: различные виды сталей, пермаллой (сплав железа и никеля), альнико (сплав алюминия, никеля, кобальта и железа), сплавы самарий-кобальт (SmCo) и неодим-железо-бор (NdFeB), которые используются для создания мощных постоянных магнитов.

- Соединения: ферриты (например, магнетит $Fe_3O_4$), которые являются полупроводниками или диэлектриками и широко применяются в высокочастотной технике.

Ответ: Ферромагнетики – это вещества, способные обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля благодаря самопроизвольному упорядочиванию магнитных моментов атомов. Они характеризуются очень высокой магнитной проницаемостью ($ \mu \gg 1 $) и способностью сильно намагничиваться. Примерами ферромагнетиков являются железо (Fe), кобальт (Co), никель (Ni), а также их сплавы (сталь, пермаллой) и некоторые соединения (ферриты).