阿罗特图

铁磁相变的阿罗特图。注意到此图以 M3 为纵轴,H 为横轴,与一般定义的阿罗特图(以 M2 为纵轴,H/M 为横轴)等价。]]
在凝聚态物理学中,阿罗特图(),或称为Arrott图Arrott曲线,是以材料的磁化强度的平方(M^2)为纵轴,外部磁场与磁化强度的比例(H/M)为横轴所作的图像,其中的每条曲线都对应着某一特定的温度。阿罗特图可以简单地测定材料的铁磁相关的性质。阿罗特图由美国物理学家安东尼·阿罗特(Anthony Arrott)在1957年提出,被用作一种研究材料磁性的手段。

理论
基于金兹堡-朗道方程对于磁性的平均场图像,铁磁性材料在相变点附近的自由能可以写作:

F(M)=-H M+a\frac{T-T_c}{T_c} M^2+bM^4+\ldots

其中 M 既为磁化强度,也是方程的序参量(order parameter);H 表示外部磁场,T_c 为临界温度,a 和 b 是和材料相关的常数。

当自由能取极小值时可得以下的关系式:

M^2=\frac{1}{4b}\frac{H}{M}-\frac{a}{2b}\epsilon

其中 \epsilon=\frac{T-T_c}{T_c} 是和温度相关的无量纲量。

应用
如果在不同的温度下绘制 M^2 相关于 H/M 的曲线,中间的一条通过原点的直线所对应的温度即为临界温度。因此,如果某材料有铁磁相,阿罗特图就可以用于确定该材料相变的临界温度。

参见

  • 居里-外斯定律

参考资料

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