к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Магнитострикция

Магнитострикция (от лат. strictio - сжатие, натягивание), изменение формы и размеров тела при его намагничивании; открыто в железе Дж. П. Джоулем (J. P. Joule, 1842). Явление M. свойственно всем веществам как сильномагнитным (ферро-, ферри- и антиферромагнетикам), так и диа- и парамагнетикам, поскольку отражает взаимосвязь подсистем атомных магнитных моментов и кристаллической решётки. В сильномагн. веществах M. достигает значит, величины (относит, удлинение3002-1.jpg 10-2). В диа- и парамагнетиках в большинстве случаев M. мала (10-7-10-5), но имеются исключения: Bi и редкоземельные парамагнетики, в к-рых она достигает 10~4. Существует ряд родственных M. явлений: спонтанная деформация решётки, или спонтанная M., сопутствующая изменению магн. состояния вещества при нагреве (иногда её наз. термострикцией); часть упругой деформации магнитострикц. природы, возникающей при действии механич. напряжений (механострикция); обратное по отношению к M. явление - изменение намагниченности магнетика при действии на него механич. напряжений (маг-нитоупругий эффект, или обратная M.).

В теории магнетизма рассматриваются разл. микро-скопич. механизмы M.: за счёт изменения магн. ди-полъ-диполъного взаимодействия, спин-орбитального взаимодействия, а также взаимодействия анизотропного электронного облака атома переходного элемента с внутрикристаллическим полем ("одноионная" M.) и за счёт изменения обменных сил как между атомами, так и между электронами. В ферро- и ферримагнетиках в диапазоне значений магн. поля, где протекают процессы смещения доменных границ и вращение векторов Ms спонтанной намагниченности (см. Намагничивание ),проявляется анизотропия M. - зависимость её величины и знака от направления в кристалле, при этом M. проявляется в изменении формы кристалла без изменения его объёма (линейная M.). Расчёты линейной M. в кристаллах осуществляют по феноменоло-гич. ф-лам. Так, для расчёта M. ферро- и ферримагн. кристаллов кубич. симметрии, намагниченных до насыщения, применяется ф-ла

3002-2.jpg

где ,si, sj и3002-3.jpg- направляющие косинусы векторов Ms и направления измерения по отношению к рёбрам куба, a1 и a2 - константы анизотропии M., численно равные:

3002-4.jpg

где 3002-5.jpg и 3002-6.jpg- макс, линейные M. соответственно вдоль ребра и пространств, диагонали куба. Для ферро- и ферримагнетиков иной кристаллич. симметрии ф-лы для расчёта анизотропии M. носят более сложный характер. Путём усреднения по различным si, sj, bi и bj может быть получена ф-ла для расчёта M. поликристаллич. образцов (при условии, что a1 и a2 одного знака и близки друг другу по величине). Так, для Ni и сплавов Fe - Ni применима ф-ла

3002-7.jpg

где u - угол между направлением напряжённости магн. поля H и направлением измерения линейной M. внутри поликристаллич. образца. Обычно M. измеряют вдоль направления H (u = 0) и поперёк H (u = 90°), т. е. определяют значения продольной 3002-8.jpg и поперечной3002-9.jpgM. Для большинства ферромагнетиков они имеют разные знаки.

В области парапроцесса в кубич. ферромагнетиках M. проявляется в изменении объёма (объёмная M.), иногда её наз. обменной M., поскольку она обусловлена изменением обменного взаимодействия и обычно велика вблизи Кюри точки. Здесь её зависимость от H может быть рассчитана по феноменологич. ф-лам, вытекающим из термодинамич. теории фазовых переходов или теории молекулярного поля. Вдали от точки Кюри для большинства ферромагнетиков M. пара-процесса мала. Однако в т. н. зонных ферромагнетиках (см. Зонный магнетизм) она очень велика, даже при гелиевых темп-pax. Большая M. парапроцесса характерна для ферро- и ферримагнетиков при разрушении полем H существующих в них неколлинеарных магн. структур, т. к. при этом сильно изменяется обменная энергия.

M. относится к т. п. чётным магн. эффектам, т. к. не изменяет своей величины и знака при изменении направления поля H (или вектора M8) на противоположное.


Рис. 1. Зависимость продольной магнитоетрикции (D//Z) от напряжённости магнитного поля H (1Э = 79,6 А/м) для ряда металлов, их соединений и сплавов.


3002-10.jpg


В пьезомагнетиках (см. Пъезомагнетизм)наблюдается M., линейная по магн. полю. M. исследована во многих поли- и монокристаллич. образцах ферро- и ферримагнетиков. У Fe (рис. 1) продольная M. в слабом магн. поле положительна (удлинение тела), а в более сильном поле отрицательна (укорочение). Для Ni при всех значениях поля продольная M. отрицательна. Большинство сплавов: Fe - Ni, Fe - Со, Fe - Pt и др. имеют положит, продольную M.:3002-11.jpg ~(10-100)*10-6, в то же время в них поперечная M. отрицательна. Для сплавов Fe - Ni т. н. инварного состава (30-45% Ni) при комнатных и даже низких темп-pax продольная и поперечная M. в полях H > Hs (область прозрачности) имеют одинаковые положит, знаки (рис. 2), здесь M. выражается в изменении объёма.


Рис. 2. Продольная (I) и поперечная (II) магнитострикция сплава, содержащего 36% Fe, 64% Ni. В слабых полях H они имеют разные знаки, в сильных (при парапроцессе) - одинаковый знак (здесь магнитострикция носит объёмный характер).


3002-12.jpg

Необычайно высоки M. у нек-рых редкоземельных металлов, их сплавов и соединений: у Tb и Dy, TbFe2 и DyFe2, феррита-граната Tb3Fe5O12 и др. (т. н. гигантская M.). В табл. приведены данные о M. в полях магн. насыщения редкоземельных магнетиков и для сопоставления - значения M. для Fe, Ni и Со.


Гигантская M. обнаружена у ряда соединений урана (U3As4, U3 P4) и др. актинидов. Микроскопич. природа огромной M. редкоземельных и актинидных магнетиков связана с сильным взаимодействием пространственно-анизотропного облака f-электронов атомов с впутрикристаллич. полем.


3002-13.jpg

Исследование M., особенно в области техн. намагничивания, помогает в изысканиях новых магнитных материалов. Так, высокая магн. проницаемость сплавов типа пермаллоя связана с тем, что в них мала энергия магнитоупругой анизотропии вследствие малой величины M. (наряду с малым значением константы магн. кристаллографич. анизотропии). Эффект спонтанной M. влияет на тепловое расширение ферро-, ферри-и антиферромагнетиков, приводя в ряде случаев к компенсации его или к аномально малому коэф. теплового расширения (инвар-эффект). Большие аномалии модулей упругости, возникающие в нек-рых ферро- и анти-ферромагн. сплавах (элинварах) за счёт влияния спонтанной M., приводят к малым значениям температурных коэф. их модулей упругости. Кроме того, при воздействии на ферромагнетики упругих напряжений в них даже при отсутствии внеш. магн. поля происходит перераспределение магн. моментов доменов (в ряде случаев изменяется и абс. величина Af8 домена), что приводит к изменению модулей упругости (явление ме-ханострикции).

В непосредств. связи с механострикцией находится изменение под влиянием внеш. магн. поля модуля упругости ферро-, ферри-и антиферромагн. тел (DE-эффект). M. является очень чувствительным индикатором к разл. магн. процессам и магнитным фазовым переходам, и поэтому её измерения широко используются при магн. исследованиях.

Для измерения M. применяют установки, работающие по принципу механооптич. рычага, позволяющие наблюдать относит, изменения длины образца ~10-6. Ещё большую чувствительность дают радиотехн. и интерференц. методы. Распространён также метод проволочных датчиков, в к-ром на образец наклеивают проволочку (с большим уд. сопротивлением), включённую в одно из плеч измерит, моста. Применяются также разл. методики измерения динамич. M. (в переменных магн. полях).

На явлении M. основано действие магнитострикц. преобразователей: излучателей и приёмников звука, фильтров, стабилизаторов частоты, линий задержки в радиотехн. и акустич. устройствах, устройств микро-перемещений, реле и др. Для этого применяются магнитострикц. материалы с разл. параметрами.

Литература по магнитострикции

  1. Белов К. П., Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, [2 изд.], M., 1957;
  2. его же, Магнитострикционные явления и их технические приложения, M., 1987;
  3. Вонсовский С. В., Магнетизм, M., 1971.

К. П. Белов

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution