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会计学绝缘体:Langevin经典抗磁性;轨道电子的电磁感应。Langevin经典顺磁性:原子磁矩在磁场中的取向(qǔxiànɡ)效应。VanVleck顺磁性:激发态的影响。导体:Langevin经典抗磁性Langevin经典顺磁性Landau抗磁性:传导电子在磁场中的量子感应效应。Pauli顺磁性:传导电子在磁场中的量子取向(qǔxiànɡ)效应。VanVleck顺磁性。一家之言:探求磁性起源(qǐyuán)应理解为寻找物质磁性的承载者:目前发现的只有电子磁矩(电子的轨道磁矩和自旋磁矩)和原子核磁矩。也有把外磁场感生的轨道矩改变作为第3种来源。更广义地说,电流的磁效应也是磁性的起源(qǐyuán)。但物质中电子磁矩间是否存在相互作用以及相互作用的类型,受材料内、外环境影响的程度如何是物质各种磁性表现的起因。磁性物理研究的不是磁性起源(qǐyuán)问题,而是各种磁性表现的起因问题。和弱磁性不同,强磁性是磁性应用的主体,不但需要解释其起因,还需要研究它们在外磁场中的行为,即磁性应用中的问题,要分成几个章节来完成,不宜再用铁磁性、亚铁磁性等做章名。第三章自发磁化理论3.1铁磁性的“分子场”理论3.2Heisenberg直接交换作用模型3.3自旋波理论3.4金属铁磁性的能带模型及巡游(xúnyóu)电子理论3.5反铁磁性的“分子场”理论3.6亚铁磁性的“分子场”理论3.7间接交换作用模型3.8RKKY交换作用模型3.9自发磁化理论研究的进展铁磁性物质在磁场中的行为,19世纪末就已经有了系统研究和应用,它的强磁性起因早就成为科学界需要解决的问题,1907年法国科学家外斯(Weiss)提出了分子场和磁畴的假说(见姜书p53-54),唯象地解释铁磁现象,尽管(jǐnguǎn)当时还不知道引起自发磁化的分子场的具体来源,但在描述铁磁体宏观行为上却获得了很大的成功,如今这两个假说都已得到证实,它们的详细理论构成了今天磁性物理学的核心内容。本章介绍分子场理论并从微观机制上探讨铁磁性自发磁化的起因,亚铁磁性、反铁磁性以及螺旋磁性的起因也将归并在这一章中介绍,磁畴学说则成解释强磁体在外磁场中的行为的理论基础,俗称技术磁化理论,我们将在四、五两章中介绍。3.1铁磁性的“分子(fēnzǐ)场”理论如果认为(rènwéi)正是这个附加磁场引起了自发磁化,那么它的量级就可以由下式确定:(居里温度时自发磁化消失)不同(bùtónɡ)J值时的Brilouin函数曲线见戴书p123三.Curie温度(wēndù)与分子场系数的关系:当温度(wēndù)T升至TC时,α<<1,M(T)/M(0)Kittel书8版p226GdCurie-Weiss定律(dìnglǜ)的导出:T>TC,α<<1,顺磁磁化率(H≠0)Kittel书8版p224有效(yǒuxiào)玻尔磁子数本表数值(shùzí)取自《材料科学导论》(2002)p278七.“分子(fēnzǐ)场”是磁场吗?小结:分子场理论(lǐlùn)的成功:说明了自发磁化的存在及其随温度变化的规律。给出了铁磁性消失的转变温度TC。给出了T>TC后,铁磁体的顺磁磁化规律Curie-Weiss定律。不足:没有说明“分子场”的本质及为什么其数值与磁化强度成正比。在0K和TC温度附近,分子场预示的规律与实验不符。注意:许多离子在固体中表现出来的原子磁距数值与Hund法则给出的数值不同是晶场等作用的结果,与分子场理论(lǐlùn)无关。从Langevin顺磁理论(lǐlùn)发展而成的“分子场”理论(lǐlùn)建立在对局域磁距认识的基础上,传导电子磁距不适合用分子场理论(lǐlùn)分析。“简洁是智慧的灵魂(línɡhún)”——莎士比亚外斯(Weiss,Pierre)法国物理学家。1865年3月25日生于莱茵省的米卢兹;1940年10月24日卒于里昂。外斯出生在阿尔萨斯,父亲是个缝纫用品商。当时,阿尔萨因普法战争割让给了德国,不过,外斯一家仍留在当地。他在德国和瑞士读书,但二十一岁上决定还是当个法国人。1887年,他以班上第一名的成绩从苏黎世工业学院毕业,随后便去巴黎深造。他对磁学特别有兴趣。1907年,他对铁磁性做出了解释。他认为,一个个原子磁体可以形成非同寻常(fēitóngxúncháng)的强耦合,从而使它们都按一个方向排列,这便形成了强度累加起来的“磁畴”。铁中便存在这种磁畴,但各个磁畴的取向可能是任意的;一旦外磁场的作用使它们沿一个方向排列起来,整块铁就成了一个大磁体。1919年,阿尔萨斯又回归法国,外斯便在斯特拉斯堡创建了一个物理研究所。后来,该所成了磁学研究的中心。外斯于1936年退休。后来又看到德国军队在第二次世界大战中再度占