- КЮРИ ЗАКОН
- КЮРИ ЗАКОН
-
температурная зависимость удельной магнитной восприимчивости к нек-рых парамагнетиков, имеющая вид:c=С/Т, (1)где С — константа в-ва (константа Кюри).Установлен франц. физиком П. Кюри в 1895. К. з. подчиняются газы (O2, NO), пары щелочных металлов, разбавленные жидкие р-ры парамагн. солей редкозем. элементов и нек-рые парамагн. соли в крист. состоянии (у таких солей между ионами — носителями магн. момента m расположены препятствующие их вз-ствию группы атомов, лишённые магн. момента, напр. молекулы кристаллизац. воды, аммиака). Классич. теория К. з. основана на статистич. рассмотрении св-в системы («газа») слабо взаимодействующих атомов, молекул или ионов, имеющих магн. дипольный момент. В отсутствии внеш. магн. поля моменты m молекул (атомов) ориентированы хаотически. В магн. поле Н происходит ориентация моментов по полю, к-рой препятствует тепловое движение ч-ц. Статистич. расчёт даёт для магн. момента М. ед. массы в-ва в слабых магн. полях при темп-ре Т величину М=Nm2H/3kT, где N — число молекул. Т. о.,c=M/H=Nm2/ЗkT и C=Nm2/3k. (2)В сильных магн. полях и при низких темп-pax (когда Н/Т®? и тепловое движение не нарушает ориентацию магн. моментов) М®Nm., т. е. к насыщению (все ат. моменты ориентированы одинаково), и К. з. не имеет места. При заметном вз-ствии ионов — носителей магн. момента между собой и с немагн. ионами крист. решётки магн. восприимчивость парамагн. в-в подчиняется не К. з., а Кюри — Вейса закону.Квантовомеханич. расчёт (Дж. Ван Флек, США, 1932) приводит к той же зависимости к от Т для парамагнетиков, что и ф-ла (2), где m=gmБ?(J(J+1)) (здесь g — Ланде множитель, mБ — магнетон Бора, J — квант. число полного момента). К. з. применим также к парамагнетизму ядер. При отсутствии значит. вз-ствия между спинами ядер и эл-нов в атомах яд. парамагн. восприимчивость (на 1 моль) cя=Nmя эфф/ЗkT=Ся/Т, где mя эфф — эфф. магн. момент ядра, Ся — яд. константа Кюри, N — число ядер на моль.
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.
- КЮРИ ЗАКОН
-
- температурная зависимость магнитной восприимчивости
парамагнетиков вида
где С - постоянная Кюри, Т - темп-ра.
К. з. подчиняются только тс парамагнетики, в к-рых существуют ионы или молекулы, обладающие отличным от нуля магнитным моментом. Закон открыт П. Кюри (P. Curie, 1895) при исследовании температурной зависимости уд. магн. восприимчивости газообразного кислорода и ряда др. парамагн. веществ. К. з. следуют: парамагн. газы (О 2 и NО); пары щелочных металлов; разбавленные растворы парамагн. солей; кристаллич. парамагн. соединения, в к-рых между магн. ионами расположены достаточно большие группы немагн. ионов или атомов (их присутствие делает взаимодействие между магн. ионами пренебрежимо малым), в этих веществах, кроме того, симметрия внутрикристаллического поля должна быть достаточно высокой, чтобы оказались исключёнными эффекты, связанные с "замораживанием" орбитального момента.
Теоретически ф-ла (1) была получена П. Ланжевеном (P. Langevin, 1905), рассмотревшим задачу о намагничивании 1 моля газа из N атомов (или молекул), обладающих магн. моментом
. При наложении магн. поля Н последнее стремится ориентировать моменты 
параллельно Н. Этому состоянию соответствует минимум потенц. энергии атомного магн. момента во внеш. поле 
, где 
- угол между векторами 
и Н. Тепловое движение препятствует ориентации моментов. В соответствии с Болъцмана распределением ср. значение проекции магн. момента на направление поля Н
Замена в (2) суммирования интегрированием даёт для намагниченности М газа значение
где Ланжевена функция L(x) = cthx-1/x,
, При не очень низких темп-pax и в не очень сильных магн. полях 
значение L (х)
х/3 и (3) переходит в М= (C/T)H, что совпадает с ф-лой (1) при значении 
В квантовой теории парамагнетизма, последовательно развитой Дж. Ван Флеком (J. Van Vleck, 1928-32), значение постоянной Кюри определяется величинами квантовых чисел спинового - S, орбитального - L и полного - / моментов магн. иона и зависит от соотношения расщеплений уровней энергии иона в результате спин-орбитального взаимодействия (
s) и действия внутрикристаллич. поля (
). Для соединений, содержащих ионы редкоземельных элементов, как правило, 
. В этом случае 
, где g - Ланде множитель,
- магнетон Бора. При 
величина 
У ионов группы 3d-металлов (Fe, Co, Ni и др.) часто
kT и 
. Для них 
(случай замораживания орбитального момента).
К. з. даёт возможность сопоставить теоретич. значение
с эффективным значением 
получаемым из эксперимента, и установить в ряде случаев возможные физ. причины расхождения значений 
и 
При учёте взаимодействия между магн. ионами (а также влияния внутрикристаллич. поля) К. з. переходит в Кюри - Вейса закон. Связанные с этими взаимодействиями отклонения от К. з. всегда наблюдаются при достаточно низких темп-рах.
Теория Ланжевена применима к любым моментам и в частности, как показал П. Дебай (P. Debye, 1912), описывает поляризацию газа, молекулы к-рого обладают пост. дипольным электрич. моментом, в электрич. поле. Т. о., К. з. подчиняется температурная зависимость диэлектрич. восприимчивости газов и разбавленных растворов полярных молекул.
Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Киттель Ч., Введение в физику твердого тела, пер. с англ.. М., 1978. С. А. Боровик-Романов.
Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
.
