Ферромагнетизм

Способность к намагничиванию некоторых веществ больше, чем у диа- и парамагнетиков в 10¹⁰ раз! Это сильные магнетики – ферромагнетики. К таким веществам относятся, например, Fe, Ni, Co, …, ферромагнитные полупроводники – ферриты. Для них m >> 1. Как мы помним в опыте Эйнштейна – де Хааса, проводимом с железным стержнем, гиромагнитное отношение оказалось равным , т.е. g–фактор равен 2. Это свидетельствует, что механизм намагничивания связан со спиновым магнитным моментом атомов. Почему же этот магнетизм намного ярче выражен (m >> 1), чем у обычных парамагнетиков? Оказывается это проявление «коллективных» процессов намагничивания – в ферромагнетиках возникают области спонтанной намагниченности макроскопических размеров (10^-6 – 10^-5 м) – «домены»!

Объяснение возможности такого механизма намагничивания дает только квантовая механика. Теория ферромагнетизма была впервые разработана Френкелем и Гейзенбергом в 1928 г.

…

Отличия от случая слабых магнетиков не только количественные. Оказывается, намагниченность ферромагнетиков зависит не только от величины поля сторонних токов, но и от «предыстории» процесса намагничивания – наблюдается «гистерезис» – см. рис.11... Магнитное поле в ферромагнетике нарастает при намагничивании нелинейно, достигая насыщения. Затем при уменьшении внешнего поля намагниченность убывает медленнее, чем она росла и, при «снятии» внешнего поля не обращается в ноль – это «остаточная намагниченность». Она-то и объясняет существование постоянных магнитов хорошо знакомых нам с детства. В процессе перемагничивания ферромагнитного вещества в нём происходит перестройка границ доменов. Это макроскопический процесс, он сопровождается возникновением значительных механических напряжений и, как следствие, порождает звук – «шумы Баркгаузена».

§ 12 Элементы теории магнитного поля Максвелла