Thực hành vật lý chất rắn - Bài 4. Xác định nhiệt độ Curie của Ferit từ

Ta đo nhiệt độ Curie của chất sắt từ dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và tính chất giảm độ từ thẩm µ xuống xấp xỉ 1 của chất sắt từ.Ta dùng phần mền Curie để quan sát sự thay đổi điện thế U2 trên cuộn thứ cấp theo nhiệt độ.Quan sát sự thay đổi đó trong hai trường hợp:-Tăng dần nhiệt độ của mẫu từ nhiệt độ phòng lên đến nhiệt độ Tc , để cho quá trình chuyển pha Sắt từ - Thuận từ diễn ra-Giảm nhiệt độ từ nhiệt độ T Tc về đến...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thực hành vật lý chất rắn - Bài 4. Xác định nhiệt độ Curie của Ferit từ BÁO CÁO THỰC HÀNH VẬT LÝ CHẤT RẮN Bài 4. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ CURIE CỦA FERIT TỪNhóm thực hành: nhóm 2Những người cùng nhóm: NGUYỄN CHÍ HIẾN TRỊNH THỊ LAN HOA NGUYỄN THƯ SINHLớp: TN58 – Vật LíNgày thực hành: ngày 21 tháng 10 năm 2011 I. Tóm tắt nội dung: Mô tả vắn tắt các nội dung thí nghiệm: Ta đo nhiệt độ Curie của chất sắt từ dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ và tính chất giảm độ từ thẩm µ xuống xấp xỉ 1 của chất sắt từ. Ta dùng phần mền Curie để quan sát sự thay đổi điện thế U2 trên cuộn thứ cấp theo nhiệt độ. Quan sát sự thay đổi đó trong hai trường hợp: - Tăng dần nhiệt độ của mẫu từ nhiệt độ phòng lên đến nhiệt độ Tc , để cho quá trình chuyển pha Sắt từ - Thuận từ diễn ra - Giảm nhiệt độ từ nhiệt độ T > Tc về đến nhiệt độ phòng. Sử dụng phần mền Origin để vẽ đồ thị U2 (T). Ngoại suy tuyến tính đoạn giảm dốc nhất của đồ thị để tìm Tc. II. Kết quả: 1. Mô tả sơ lược về điều kiện thực hiện các phép đo Do trong quá trình đo, máy tính gặp lỗi bộ nhớ nên không lưu được các số liệu trong quá trình đo; kết quả của bài báo cáo này là kết quả của nhóm 3 Phương pháp giảng dạy. 2. Trình bày kết quả thu được qua phép đo (dạng bảng biểu, đồ thị,…) III. Thảo luận kết quả: 1. Giải thích nội dung kết quả đo, biện luận để loại bỏ các kết quả nghi ngờ Ta nhận thấy đồ thị U2(T) trong quá trình tăng và giảm nhiệt độ không trùng nhau. Nguyên nhân của hiện tượng này không phải là do sự không chính xác của phép đo mà do bản chất của vật liệu, cụ thể là: - Hiện tượng trễ nhiệt: sự chuyển pha ferit-thuận tại nhiệt độ Curie xảy ra do ứng với nhiệt độ đó, chuyển động nhiệt phá vỡ được hoàn toàn trật tự phản song của các moment từ nguyên tử trong vật liệu Ferit. Tuy nhiên, khi ta đạt đến nhiệt độ Curie, cần có một khoảng thời gian để thực hiện quá trình chuyển pha. Trong khi đó, nhiệt độ của mẫu Ferit vẫn tiếp tục thay đổi. điều đó dẫn đến, ta quan sát thấy sự chuyển pha khi tăng nhiệt độ xảy ra ở nhiệt độ cao hơn so với khi ta giảm nhiệt độ. Nhiệt độ Curie của vật liệu sẽ nằm trong khoảng giữa của hai nhiệt độ đó. - Hiện tượng trễ từ: 2. So sánh kết quả thực nghiệm với lý thuyết Kết quả thu được từ thí nghiệm phù hợp với lí thuyết.IV. Kết luận: Nhiệt độ Curie của vật liệu là:V. Trả lời câu hỏi: 1. Sự phân loại các vật liệu từ, các đặc tính của vật liệu Sắt từ. Thuyết miền từ hóa tự nhiên trong việc giải thích các đặc tính của vật liệu sắt từ.  Ta có thể phân loại các vật liệu từ căn cứ theo cấu trúc từ của chúng thành các loại vật liệu sau: Nghịch từ -5 10 (Diamagnetism) Thuận từ (Paramagnetism) Phản sắt (Antiferromagnetim) giá trị χ tăng từ (Metamagnetism) Từ giả dần (Parasitic bền ferromagnetism) Sắt từ ký (Ferrimagnetism) sinh (Ferromagnetism) (10+6) Ferit từ Sắt từ Trong các vật liệu từ trên, χ có thể có giá trị từ 10-5 đối với vật liệu từ rất yếu đến 10+6 đối với vật liệu từ rất mạnh. χ có thể không phụ thuộc H (I phụ thuộc tuyến tính vào H) hoặc phụ thuộc H (I phụ thuộc phi tuyến tính vào H).  Các đặc tính của vật liệu sắt từ: - Có µ>>1. Các momen từ của vật liệu sắt từ định hướng song song - trong từng vùng nhất định gọi là các domain ngay cả khi H = 0. Các domain này bình thường định hướng hỗn loạn sao cho từ độ tổng cộng J của vật liệu bằng 0 khi H = 0. Khi H ≠0, momen từ của các domain ưu tiên định hướng song song với từ trường ngoài, do đó từ độ tổng cộng của vật liệu khác không. Từ trường cần thiết để từ hóa bão hòa vật liệu sắt từ nhỏ, cỡ - 4 10 Oe. Đường phụ thuộc của J theo H là đường phi tuyến và - được gọi là đường cong từ hóa. Đường phụ thuộc của χ theo H cũng một đường phi tuyến. - Từ một điểm trên đường cong từ hóa ta giảm từ trường H về 0 - rồi tăng theo phương ngược lại cho đến khi bằng gi ...