СКАЧКИ БАРКГАУЗЕНА

Характерной особенностью ферромагнитных материалов является то, что весь объем ферромагнитного образца составлен из множества прилегающих друг к другу микроскопических областей спонтанной намагниченности - доменов. Формы и размеры доменов, а также положение междоменных границ в ферромагнитном образце, находящимся в статичной электромагнитной обстановке, стабильны.

При изменении этой обстановки в образце происходят скачкообразные сдвиги границ между доменами, называемые скачками Баркгаузена. Если же образец находится в постоянно меняющемся магнитном поле, то такие скачки становятся многочисленными и беспрерывными.

Для демонстрации скачков Баркгаузена собирают следующую установку (рис. 93). Выводы небольшой по размерам катушки, содержащей несколько сотен витков тонкого монтажного провода, присоединяют к входу усилителя низкой частоты, а его выход - к громкоговорителю. В жерло катушки помещают железный гвоздь, зафиксировав его там куском поролона. Регулируя параметры усилителя, добиваются, чтобы при достаточно большом усилении не слышался собственный шум усилителя и отсутствовал фон переменного тока сети электропитания.

К катушке подносят постоянный магнит. По мере приближения к ней магнита, напряженность его поля в месте расположения гвоздя увеличивается и, наконец, достигает той величины, при которой начинается интенсивный рост

намагниченности железа. Это сопровождается появлением из громкоговорителя характерного шума, напоминающего пересыпание сухой крупы.

Шум этот складывается из множества негромких щелчков, каждый из которых является откликом на изменение ориентации и границ отдельной микроскопической области спонтанной намагниченности материала гвоздя. Все последующие движения магнита близ катушки также сопровождаются этим шумом, что является экспериментальным подтверждением существования доменов и переориентации их магнитных моментов при изменении внешнего магнитного поля.

ТОЧКА КЮРИ

Точка Кюри - значение температуры, при которой ферромагнетик претерпевает фазовый переход второго рода, связанный со скачкообразным изменением его структуры. Названа по имени Пьера Кюри, подробно изучившего это явление. При температуре ниже точки Кюри для ферромагнетика характерно наличие областей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности - доменов. В точке Кюри интенсивность теплового движения атомов ферромагнетика оказывается достаточной для разрушения его доменной структуры, в результате чего ферромагнетик становится парамагнетиком. При этом изменяются его физические свойства, например, теплоемкость, магнитная восприимчивость.

В небольшую швейную иглу продета нить, конец которой привязан к невысокой стойке. На нити имеется цветной флажок из бумаги, необходимый для лучшей видимости воспроизводимого эффекта. Большеразмерный и достаточно мощный постоянный магнит фиксируют на столе с помощью лабораторного штатива. Игла, удерживаемая с одной стороны натянутой нитью, а с другой - магнитом, должна зависнуть в воздухе в нескольких сантиметрах от него, причем расстояние от кончика иглы до магнита надо установить максимально возможным (рис. 94).

Зажигают спичку и подводят ее пламя под кончик иглы. Через несколько секунд он раскаляется настолько, что переходит точку Кюри, составляющей для стали 769 °С. Это приводит к утрате намагниченности иглы, и она вместе с нитью и флажком падает на столешницу.

По мере остывания игла переходит точку Кюри в обратном направлении и снова становится ферримагнитной. В результате она намагничивается и, притянувшись к магниту, снова зависает в воздухе.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >