Báo cáo thực hành vật lý chất rắn - Bài số 5 xác định nhiệt độ curie của ferit từ

Mục đích bài thí nghiệm: Xác định nhiệt độ Curie Tc của ferit từ. 2. Tóm tắt lí thuyết: - Các vật liệu sắt từ khi đặt vào trong từ trường H sẽ bị từ hóa. Nguyên nhân là do bên trong khối sắt từ có xuất hiện một từ trường phụ B’ cùng hướng và rất lớn so với H.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo thực hành vật lý chất rắn - Bài số 5 xác định nhiệt độ curie của ferit từ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CURIE CỦA FERIT TỪ Nhóm 5: 1. Lê Văn Thuận 2. Nguyễn Thị Thúy Tình 3. Trần Thị Tuyết 4. Thongphanh Xiayalee Lớp: Cao học Vật lí K22. Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp giảng dạy Vật lí. Ngày thực hành: 21/5/2013.I. Tóm tắt nội dung:1. Mục đích bài thí nghiệm:Xác định nhiệt độ Curie Tc của ferit từ.2. Tóm tắt lí thuyết:- Các vật liệu sắt từ khi đặt vào trong từ trường H sẽ bị từ hóa. Nguyên nhân là dobên trong khối sắt từ có xuất hiện một từ trường phụ B’ cùng hướng và rất lớn sovới H.- Từ trường tổng hợp trong khối sắt lúc này: B = µ0H + B’ = µ0µH B’ : Từ trường xuất hiện trong khối sắt từ.  : Độ từ thẩm. uu ur r u B / / H , B’ >> H 4 phụ thuộc vào độ lớn của H một cách phức tạp và có thể đạt 10 . Do đó, từtrường tổng hợp trong khối sắt có thể lớn gấp hàng vạn lần so với từ trường ngoài.- Các vật liệu sắt từ có ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật điện để làm biến thế điện,động cơ điện, nam châm điện, rơ le điện từ,…- Bên cạnh khả năng được từ hóa mạnh còn có hàng loạt tính chất cơ bản khác vớicác tính chất của chất thuận từ và nghịch từ, như sự phụ thuộc không tuyến tính vàH của B, hiện tượng từ trễ, hiện tượng từ giảo,… 1- Tính chất sắt từ chỉ thể hiện ở một khoảng nhiệt độ xác định. Nếu khối sắt từ bịnung nóng đến nhiệt độ T ≥ TC thì tính chất sắt từ biến mất và nó trờ thành chấtthuận từ. Nhiệt độ TC được gọi là nhiệt độ Curie, giá trị của nó phụ thuộc vào bảnchất của chất sắt từ. Tại nhiệt độ TC, chất sắt từ có hàng loạt dị thường về nhiệtdung, điện trờ suất, từ giảo. Ở gần nhiệt độ Curie, hệ số từ hóa ban đầu của chấtsắt từ đạt cực đại. Các đặc tính của chất sắt từ có thể giải thích bằng thuyết miềntừ hóa tự nhiên.II. Kết quả thí nghiệm: 1. Điều kiện thực hiện phép đo: Đặt điện áp lối ra xoay chiều của nguồn ở giá trị 2v 0.60 0.55 T1=160(0C) 0.50 T2=142(0C) U2(V) 0.45 0.40 0.35 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 T(0C)2. Kết quả thu được:- Ngoại suy tuyến tính đường giảm nhất của đồ thị ta xác định được 2 giá trị TCứng với đường đi và đường về + Với đường đi ta thu được: T1 = 160 0C + Với đường về ta thu được T2 = 142 0C 2 T1  T2 0 Nhiệt độ Curie của sắt từ là: TC =  151 C 23. Những biến cố có thể xảy ra trong quá trình đo:- Tốc độ truyền nhiệt độ và giảm nhiệt độ không đều: lúc tăng, lúc giảm.- Kỹ năng làm thí nghiệm chưa tốt.III. Thảo luận kết quả: Đồ thị thực nghiệm thu được có đường đo đi và đường đo về không trùngnhau. Ngoại suy thuyến tính từ đồ thị ta thu được 2 khoảng giá trị của Tc. Trongkhi đó, nhiệt độ Curie tính theo lí thuyết chỉ có một giá trị. Sự khác nhau này là do: quá trình biến đổi của thanh sắt theo nhiệt độ làquá trình không thuận nghịch, nên đồ thị đường đo đi và đường đo về là khácnhau. Do đó ta xác định được 2 giá trị khác nhau của nhiệt độ Curie.IV. Kết luận:- Nhiệt độ Curie của thanh sắt từ xác định được là: 153,50 CV. Trả lời câu hỏi:Câu 1: Sự phân loại các vật liệu từ, các đặc tính của vật liệu sắt từ? Thuyết miềntừ hóa tự nhiên trong việc giải thích đặc tính của vật liệu sắt từ?Phân loại vật liệu sắt từ:Để phân loại vật liệu từ trên quan điểm nghiên cứu cơ bản, người ta dựa và dấu vàđộ lớn của độ cảm từ  và sự phụ thuộc của nó và nhiệt độ. Ngoải ra, còn cónhiều cách phân loại khác nữa như việc phân loại dựa vào cấu trúc,…+ Chất nghịch từ:  < 0, |  | 1.Là chất có momen từ tự phát ờ dưới một nhiệt độ đặc trưng cho từng chất, gọi lànhiệt độ Curie.+ Chất phản sắt từ:  > 0,  không lớn.Là chất có momen từ định hướng dối song song và bừ trừ nhau ở dưới một nhiệtđộ xác định, gọi là nhiệt độ Nell (TN). 3+ Chất ferit từ:  > 0,  có giá trị tương đối lớn.Là các chất có momen từ tự phát ở dưới nhiệt độ Curie, sắp xếp đói song songnhưng không bù trừ nhau.Các đặc tính của vật liệu sắt từ:+ Các chất sắt từ thong thường dễ đạt giá trị bão hòa trong từ trường ngoài cườngđộ nhỏ. Từ độ bão hòa của chất sắt từ thường có giá trị lớn.+ Các tính chất lý thú của vật liệu được ứng dụng nhiều trong đời sống và kỹthuật: từ trễ, hiện tượng từ giảo, hiện tượng từ điện trở, độ dẫn từ,…+ Tính chất sắt từ chỉ xuất hiện trong 1 khoảng nhiệt độ xác định. Nếu khối sắt từbị nung nóng đến nhiệt độ T  TC thì tính chất sắt từ biến mất và vật chuyển thànhthuận từ. Tại nhiệt độ TC, một số tính chất liên quan đến trật từ từ có tính dịthường theo nhiệt độ như: hệ số giãn nở nhiệt, nhiệt dung, từ giảo,…Thuyết miền từ hóa tự nhiên:+ Các tính chất của sắt từ có thể giải thích dựa trên thuyết miền từ hóa từ nhiên.Theo lý thuyết Weiss, trong chất sắt từ có 1 từ trường phân từ. Từ trường này tácdụng lên các spin từ để chúng sắp xếp song song và hình thành nên các miền từhóa tự nhiên (đômen từ). Việc phân chia các đômen từ đảm bảo năng lượng trongvật cực tiểu.+ Mỗi mẫu sắt từ lại được cấu tạo từ nhiều đômen, mỗi đômen thường có kíchthước khoảng 0,01  0, 1 mm và chứa khoảng 1011 – 1019 nguyên từ. Bìnhthường, khi không có từ trường ngoài các đomen này định hướng hỗn loạn nên vậtsắt từ vẫn không có từ trường. Khi đặt từ trường ngoài vào, xảy ra hiện tượng từhóa và vật liệu có ...