Кюри закон

Кюри закон, температурная зависимость удельной магнитной восприимчивости c некоторых парамагнетиков, имеющая вид

c = С/Т, (1)

где Т — абсолютная температура, С — константа вещества (константа Кюри). Установлен П. Кюри в 1895. К. з. подчиняются газы (кислород O2, окись азота NO), пары щелочных металлов, разбавленные жидкие растворы парамагнитных солей редкоземельных элементов и некоторые парамагнитные соли в кристаллическом состоянии (у таких солей между ионами — носителями магнитного момента m расположены препятствующие их взаимодействию группы атомов, лишённые момента, например молекулы кристаллизационной воды, аммиака и др.). Классическая теория К. з. основана на статистическом рассмотрении свойств системы ("газа") слабо взаимодействующих атомов, молекул или ионов, имеющих магнитный дипольный момент. В отсутствие внешнего магнитного поля моменты m молекул ориентированы хаотически. В магнитном поле Н происходит ориентация моментов по полю, которой препятствует тепловое движение частиц. Статистический расчёт даёт для намагниченности единицы массы вещества в слабых магнитных полях при температуре Т величину М = Nm2H/3kT, где N — число молекул, k — Больцмана постоянная. Т. о.,

c = M/H = Nm2/3kT и C = Nm2/3k. (2)

В сильных магнитных полях и при низких температурах тепловое движение не нарушает ориентацию магнитных моментов, намагниченность М стремится к величине Nm2, т. е. к насыщению, и К. з. не имеет места. При заметном взаимодействии ионов — носителей магнитного момента между собой и с немагнитными ионами кристаллической решётки магнитная восприимчивость парамагнитных веществ подчиняется не К. з., а Кюри — Вейса закону.

Квантовомеханический расчёт (Дж. Ван Флек, J. Н. Van Vleck, 1932) приводит к той же зависимости Х от Т для парамагнетиков, что и формула (1), К. з. применим также к парамагнетизму ядер. При отсутствии значит. взаимодействия между спинами ядер и электронов в атомах ядерная парамагнитная восприимчивость (на 1 моль) cя = Nm2я, эфф /3kT = Ся/Т, где mя, эфф — эффективный магнитный момент ядра, Ся — ядерная константа Кюри.

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971.