Магнитная восприимчивость
Магнитная восприимчивость - физическая величина, характеризующая связь между магнитным моментом (намагниченностью) вещества и магнитным полем в этом веществе.
Объёмная М. в. равна отношению намагниченности единицы объёма
вещества J к напряжённости Н намагничивающего магнитного поля:
= J /H.
М. в. - величина безразмерная и измеряется в безразмерных единицах М. в., рассчитанная на 1 кг (или 1 г)
вещества,
называется удельной (χуд = χ/ρ, где ρ - плотность вещества), а М. в. одного моля (См. Моль) - молярной: c =
χуд․М, где М - Молекулярная масса вещества.
М. в., может быть как положительной, так и отрицательной. Отрицательной М. в. обладают Диамагнетики, они намагничиваются не по полю, а против поля. У Парамагнетиков и ферромагнетиков (См. Ферромагнетики) М. в. положительна (они намагничиваются по полю). М. в. диамагнетиков и парамагнетиков мала (Магнитная восприимчивость10-4-10-6), она слабо зависит от Н и то лишь в области очень сильных полей (и низких температур). Значения М. в. приведены в таблице.
Магнитная восприимчивость некоторых диамагнетиков и парамагнетиков (при нормальных условиях)*
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Диамагнетики | χ·106 | Парамагнетики | χ·106 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Элементы | Элементы |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Гелий He | -2,02 | Литий Li | 24,6 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Неон Ne | -6,96 | Натрий Na | 16,1 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Аргон Ar | -19,23 | Калий K | 21,35 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Медь Cu | -5,41 | Рубидий Rb | 18,2 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Серебро Ag | -21,5 | Цезий Cs | 29,9 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Золото Au | -29,59 | Магний Mg | 13,25 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Цинк Zn | -11,40 | Кальций Ca | 44,0 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Бериллий Be | -9,02 | Стронций Sr | 91,2 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Висмут Bi | -284,0 | Барий Ba | 20,4 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Неорганические соединения | Титан Ti | 161,0 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| AgCl | -49,0 | Вольфрам W | 55 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| BiCl3 | -100,0 | Платина Pt | 189,0 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| CO2 (газ) | -21 | Уран U | 414,0 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| H2O (жидкость) | -13,0 (0 °C) | Плутоний Pu | 627,0 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Органические соединения | Неорганические соединения |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Анилин C6H7N | -62,95 | CoCl2 | 121660 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Бензол C6H6 | -54,85 | EuCl2 | 26500 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Дифениламин C12H11N | -107,1 | MnCl2 | 14350 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Метан CH4 (газ) | -16,0 | FeS | 1074 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Октан C8H18 | -96,63 | UF6 | 43 |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Нафталин C10H8 | -91,8 | | |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
*Данные приведены для СГС системы единиц (См. СГС система единиц)
М. в. достигает особенно больших значений в ферромагнетиках (от нескольких десятков до многих тысяч единиц), причём она очень сильно и сложным образом зависит от Н. Поэтому для ферромагнетиков вводят дифференциальную М. в. kд = dJ / dH. При Н = 0 (см. рис.) М. в. ферромагнетиков не равна нулю, а имеет значение kа, называемое начальной М. в. С увеличением Н М. в. растет, достигает максимума (kмакс) и затем вновь уменьшается. В области очень высоких значений Н М. в. ферромагнетиков (при температурах, не очень близких к точке Кюри) становится столь же незначительной, как и в обычных парамагнетиках (область Парапроцесса). Вид кривой k (H) (кривая Столетова) обусловлен сложным механизмом намагничивания (См. Намагничивание) ферромагнетиков. Типичные значения k а и kмакс: Fe Магнитная восприимчивость 1100 и Магнитная восприимчивость 22000, Ni Магнитная восприимчивость 12 и Магнитная восприимчивость 80, сплав Пермаллой Магнитная восприимчивость 800 и Магнитная восприимчивость8000 (в нормальных условиях).
М. в., как правило, зависит от температуры (исключение составляют большинство диамагнетиков и некоторые парамагнетики - щелочные и, отчасти, щёлочноземельные металлы). М, в. парамагнетиков уменьшается с температурой, следуя Кюри закону или Кюри - Вейса закону. В ферромагнитных телах М. в. с ростом температуры увеличивается, достигая резкого максимума вблизи точки Кюри θ. М в. Антиферромагнетиков увеличивается с ростом температуры до точки Нееля, а затем падает по закону Кюри - Вейса (см. Кюри точка).
Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Бозорт Р., Ферромагнетизм, перевод с английского, М., 1956; Tables de constantes et données numériques, 7. Constantes sélectionnées. Diamagnétisme et paramagnétisme, par G. Foëx, P., 1957.
С. В. Вонсовский.
Кривая зависимости дифференциальной магнитной восприимчивости χд ферромагнетиков от напряжённости намагничивающего поля Н.