双交换作用
双交换作用属于交换作用的一种,由克拉伦斯·齐纳首先提出。这种磁矩间的相互作用存在于具有多重阳离子价态的体系中。双交换作用理论通过分析不同的自旋排列模式下,电子在离子间跃迁的难度,来预测材料是会体现铁磁性、反铁磁性还是旋磁性。 以含锰氧化物体系 La1-xAxMnO3 为例,其中的 Mn-O-Mn 链上,锰离子的 eg 轨道与氧离子的 p 轨道之间彼此存在直接的相互作用。若两个锰离子价态分别是 +3 与 +4 ,则依据洪特规则,锰离子上的…
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双交换作用属于交换作用的一种,由克拉伦斯·齐纳首先提出。这种磁矩间的相互作用存在于具有多重阳离子价态的体系中。双交换作用理论通过分析不同的自旋排列模式下,电子在离子间跃迁的难度,来预测材料是会体现铁磁性、反铁磁性还是旋磁性。 以含锰氧化物体系 La1-xAxMnO3 为例,其中的 Mn-O-Mn 链上,锰离子的 eg 轨道与氧离子的 p 轨道之间彼此存在直接的相互作用。若两个锰离子价态分别是 +3 与 +4 ,则依据洪特规则,锰离子上的…
,玻璃下方為稀土磁鐵]] 稀土磁鐵(Rare-earth magnet)是指由稀土元素合金所組成的強力永久磁鐵,在1970至1980年代開始相關研究。在永久磁鐵中,稀土磁鐵所能產生的磁場最大,比鋁鎳鈷合金磁鐵或鐵氧體磁鐵的磁場都大很多。稀土磁鐵一般可以產生超過1.4特斯拉的磁場,而鐵氧體磁鐵或陶瓷磁鐵大約只有0.5至1個特斯拉。稀土磁鐵中最常見的有以下二種:釹磁鐵(也稱做釹鐵硼磁鐵)及釤鈷磁鐵,二種磁鐵分別含有稀土元素中的釹及釤。稀土磁…
,其中BR為剩磁,HC為矯頑力]] 剩磁(Remanence)符号為Br,是指磁体经磁化至饱和以后,撤去外磁场,在原来外磁场方向上仍能保持一定的磁化强度。剩磁的极限值为饱和磁化强度。永磁材料的剩磁主要受材料中各个晶粒取向和磁畴结构的影响。 用剩磁可以量測磁化的程度,當磁鐵被磁化後,就有剩磁。磁儲存設備就是利用剩磁來記錄資料,在古地磁學研究地球磁場時,剩磁也可以提供許多的資訊。 在磁鐵以外的工程應用時,剩磁也會稱為剩余磁化(residua…
奈尔温度(),TN,指的是反铁磁性材料转变为顺磁性材料所需要达到的温度。在这个温度的时候,晶体内部的原子内能会大到足以破坏材料内部宏观磁性排列,从而发生相变,由反铁磁性转变为顺磁性。 奈尔温度可类比於居-{里}-温度TC(相对于铁磁性而言)。它是因纪念1970年诺贝尔物理学奖得主、法國物理學者路易·奈尔(1904年-2000年)而得名。 下表為一些物質的奈尔温度: 參閱
居里点(),又作居里温度(Curie temperature,Tc)或磁性转变点。是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度,是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点。低于居里点温度时该物质成为铁磁体,此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点时,该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10−6。居里点由物质的化学成分和晶体结构决定。居里温度是以皮埃尔·居里命名的,他表明在临界温度以上磁性材料…
磁性奈米粒子()是一種可以使用磁場操控的奈米粒子。這種粒子一般是由兩個部分組成,一個是磁性材料(常為鐵、鎳與鈷),另一個是有功能的化學成分。奈米粒子的直徑小於1微米(通常為1-100奈米),而較大的微珠(microbead)的直徑為0.5-500微米。由若干個別磁性奈米粒子構成的團簇被稱作磁性奈米珠(magnetic nanobead),直徑為50-200奈米。磁性奈米粒子的團簇是近一步組合成的基礎。磁性奈米粒子最近已成為很多研究的焦點…
吉伯(Gilbert)簡稱Gb,也可以用Gi表示,是厘米-克-秒制(cgs制)電磁單位制(emu)下的磁化及磁動勢單位,是IEC1930提出的單位,得名自科學家威廉·吉爾伯特。 吉伯可以用電磁單位制中的電流單位必奧Bi表示如下: 1 Gb = (1/4π)×Bi-turn 吉伯和安培-匝数(A-turn)的關係如下: 1 Gb = (10/4π) A-turn= 0.79577471545947675579668612044770270…
)。]] 鐵磁性(Ferromagnetism),又稱作強磁性,指的是一種材料的磁性狀態,具有自發性的磁化現象。各材料中以鐵最廣為人知,故名之。 某些材料在外部磁場的作用下得而磁化後,即使外部磁場消失,依然能保持其磁化的狀態而具有磁性,即所謂自發性的磁化現象。 所有的永久磁鐵均具有铁磁性或亞铁磁性。 基本上铁磁性这个概念包括任何在没有外部磁场时显示磁性的物质。至今依然有人这样使用这个概念。但是通过对不同显示磁性物质及其磁性的更深刻认识,…
舒勃尼科夫-德哈斯效应(Shubnikov–de Haas effect、SdH)是指在低温和强磁场条件下,材料的电导率随磁场变化出现振荡的现象,最初由万德尔·德哈斯和列夫·舒勃尼科夫于1930年发表。舒勃尼科夫-德哈斯效应是物质内在的量子力学性质在宏观上的一种表现。舒勃尼科夫-德哈斯效应也常常被用于确定载流子的有效质量。 概述 在低温和强磁场条件下,位于导带的自由电子的运动模式类似于简谐振子。若磁场强度发生变化,简谐振子的振荡周期也会…
可以通过感知地磁场和其他标志物来回家]] 磁感或磁反应()是一种感觉,讓生物体探测磁场来感知方向、高度或位置。这种感官方式被一系列动物用于定向和导航,人类不被认为有磁感能力,但眼睛中的一种蛋白质可以起到这种作用。 参见 量子生物学 鮭魚洄游 参考文献 拓展链接 *
自旋玻璃(Spin glass)是磁性合金材料的一种亚稳定的状态。铁磁性状态和反铁磁性状态中,磁矩的磁矩方向(自旋)的分布是长程有序的,而自旋玻璃状态中的磁矩方向是随机冻结的,其分布呈现出长程无序性。这里的“玻璃”实际上是长程无序状态的代名词,指这种无序状态类似于一般所说的玻璃。 自旋玻璃表现出的众多亚稳定结构,使得它具有明显的磁化弛豫现象,这也使得实验和模拟自旋玻璃的难度加大。 简介 磁性材料是由许多具有稳定磁矩的原子或小原子集团构成…
形磁鐵。這形狀試圖拉近兩個磁極之間的距離,藉以產生能夠吸引沉重鐵磁體的強烈磁場。]] 磁鐵或稱磁石,是可以吸引鐵並於其外產生磁場的物體。狭义的磁铁指磁铁矿石的制品,广义的磁铁指的是用途为产生磁场的物体或装置。磁铁作為磁偶極子,能夠吸引鐵磁性物質,例如铁、镍及钴等金属。磁極的判定是以細線懸掛一磁鐵,指向北方的磁極稱為指北極或N極,指向南方的磁極為指南極或S極。(如果將地球想成一大磁鐵,則目前地球的地磁北極是S極,地磁南極則是N極。)磁鐵異…
理论物理学中,磁单极子是假设的仅带有北極或南極的单一磁极的基本粒子。其磁感线分布类似于点电荷的电场线分布。更专业地说,这种粒子是一种带有一个单位“磁荷”(类比于电荷)的粒子。 磁单极子的存在性在科学界時有紛爭。按照目前已被实验证实的物理学理论,磁现象是由运动电荷产生的,没有磁单极子,但数个尚未得到实验证实的超越标准模型的物理理论(如大统一理论和超弦理论)预测了磁单极子的存在,但截至2025年,尚未发现以基本粒子形式存在的磁单极子。磁单极…
磁或者磁性()是一种物理现象,主要表现为物体通过磁场相互吸引或排斥。磁学(magnetics)则是研究磁现象的物理学分支。 磁性在广义上,是物质和磁场相互作用的性质;在狭义上,则是物質针对磁場作用作出响应的性质。物质的磁性决定于自身原子磁矩的大小及排列方向。依照溫度、壓力等參數的不同,物質會顯示出不同的磁性。 作为磁场响应的磁性一般表现为順磁性物質或铁磁性物質,如铁钉會趨向於朝著磁場較強的區域移動,即被磁場吸引;反磁性物質則會趨向於朝著…
玻尔磁子(),或稱-{zh-hans:波耳磁元;zh-hant:波耳磁元;zh-tw:波爾磁子;zh-hk:波爾磁子;zh-mo:波爾磁子;}-,以物理學家尼尔斯·玻尔為名,是根據量子力學理論所得,與電子相關的磁矩基本單位,是一項常數。其用在電子軌域角動量及自旋角動量相關磁性的表示。 電磁學常用的單位有兩種,一種是國際單位制,另一種則是厘米-克-秒制。因此,波耳磁元的定義也有兩種不同的定義。 在國際標準公制下,其定義為: :\mu_B=…
磁标势()是描述磁场性质的一个有用的辅助量,尤其是在永磁体中。 在一个单连通、没有自由电流的区域,有 :\nabla\times\mathbf{H}=0, 这样,我们可以定义磁标势\psi为 :\mathbf{H}=-\nabla\psi. 又因为 :\nabla\cdot\mathbf{B}=\mu_{0}\nabla\cdot(\mathbf{H+M})=0, 并且 :\nabla^{2}\psi=-\nabla\cdot\math…
磁矢势(),通常標記為 \mathbf{A} 。磁向量勢的旋度是磁場,以方程式表示 :\mathbf{B}=\nabla\times\mathbf{A} ; 其中,\mathbf{B} 是磁場。 直觀而言,磁向量勢似乎不及磁場來得「自然」、「基本」,而在一般電磁學教科書亦多以磁場來定義磁向量勢。在電磁學發展初期,很多學者認為磁向量勢對於給定介質狀態並沒有實際物理意義,除了方便計算以外,別無其它用途。但是,詹姆斯·馬克士威頗不以為然,他認…
磁化強度(),又稱磁化向量,是衡量物體的磁性的一個物理量,定義為單位體積的磁偶極矩,如下方程式: :\mathbf{M}\ \stackrel{def}{=}\ n\mathbf{m} ; 其中,\mathbf{M} 是磁化強度,n 是磁偶極子密度,\mathbf{m} 是每一個磁偶極子的磁偶極矩。 當施加外磁場於物質時,物質的內部會被磁化,會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度描述物質被磁化的程度。採用國際單位制,磁化強度的單位是安培/公…
磁矩是磁鐵的一種物理性質。處於外磁場的磁鐵,會感受到力矩,促使其磁矩沿外磁場的磁場線方向排列。磁矩可以用向量表示。磁鐵的磁矩方向是從磁鐵的指南極指向指北極,磁矩的大小取決於磁鐵的磁性與量值。不只是磁鐵具有磁矩,載流迴路、電子、分子或行星等等,都具有磁矩。 科學家至今尚未發現宇宙中存在有磁單極子。一般磁性物質的磁場,其泰勒展開的多極展開式,由於磁單極子項目恆等於零,第一個項目是磁偶極子項、第二個項目是磁四極子()項,以此类推。磁矩也分為磁…
原子核磁矩是質子和中子固有的磁矩,分别记为μp和μn。原子核由质子和中子组成,这两种核子都表现出类似微小磁体的特性。中子的磁矩以及质子磁矩的巨大数值表明,核子并非基本粒子。它们的磁性强弱通过磁矩来度量。核子通过核力或其磁矩与常规物质发生相互作用,而带正电的质子还会额外通过库仑力参与相互作用。 质子的磁矩于1933年由汉堡大学的奥托·施特恩團隊测得。虽然中子的磁矩在20世纪30年代中期通过间接方法被确定,但路易斯·阿尔瓦雷茨和费利克斯·布…