15. Magnetische Eigenschaften der Festkörper
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- Theodor Brahms
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1 15. Magnetische Eigenschaften der Festkörper Magnetit [ mineralienatlas.de ] WS 2013/14 1
2 Ursachen des Magnetismus Quasigebundene und quasifreie Elektronen Magnetische Momente der Atome: Bahnmagnetismus Spin WS 2013/14 2
3 [W. Brewer] WS 2013/14 3
4 [W. Brewer] WS 2013/14 4
5 [W. Brewer] WS 2013/14 5
6 [W. Brewer] WS 2013/14 6
7 [W. Brewer] WS 2013/14 7
8 [W. Brewer] WS 2013/14 8
9 15.2. Para- und Diamagnetismus Permeabilität Suszeptibilität Temperaturabhängigkeit (Curietemperatur) Idealer Diamagnetismus bei Supraleitern WS 2013/14 9
10 [W. Brewer] WS 2013/14 10
11 Langevinscher Paramagnetismus Der Gesamtdrehimpuls eines Atomes im Grundzustand lässt sich theoretisch über die sogenannten Hundschen Regeln bestimmen. Wichtigste Essenz daraus ist, dass sich der Gesamtdrehimpuls 1. einer abgeschlossenen Schale und 2. einer bis auf ein Elektron halb gefüllten Schale immer zu Null addiert. In allen anderen Fällen besitzt das Atom also ein magnetisches Moment. Die Temperaturabhängigkeit dieses Beitrags wird durch das Curiesche Gesetz beschrieben: WS 2013/14 11
12 Paul Langevin ( ) ESPCI Paris Neutronenmoderator Langevin-Gl. der Statistik Langevin-Funktion Piezoelektrizität für Sonar [ Wikipedia ] WS 2013/14 12
13 Magnetisierung ~ Langevin-Funktion m - Magnetisches Moment eines Teilchens B - Betrag des angelegten äußeren Magnetfeldes Magnetisierung M eines Paramagneten M = NmL(ξ) N steht dabei für die Stoffmenge und m für das magnetische Moment der einzelnen Spins des Paramagneten. WS 2013/14 13
14 Pierre Curie ( ) 1906) Paris Piezoelektrizität 1896 Curie-Gesetz 1907 Curie-Weiss-Gesetz Curie-Konstante Curie-Temperatur 1903 Nobelpreis (Ra, Po) [ Wikipedia ] WS 2013/14 14
15 Pierre-Ernest Weiss ( ) Zürich Lyon, Rennes 1907 Molekularfeld- Näherung Curie-Weiss-Gesetz Weiss sche Bezirke WS 2013/14 15
16 Pauli-Paramagnetismus [ Bergmann/Schäfer ] WS 2013/14 16
17 Wolfgang Pauli ( ) Studium in München bei A. Sommerfeld; Assistent bei M.Born Pauli-Prinzip 1925 Prof. in Hamburg, ETH, Ab 1935 USA (Princeton) Ph-Nobelpreis 1945 [ nobelprize.org ] WS 2013/14 17
18 Pauli-Paramagnetismus [ Hunklinger ] WS 2013/14 18
19 John H. van Vleck ( ) 1980) US-amerik. Physiker 1977 Nobelpreis zusammen mit Nevill F. Mott und Philip W. Anderson "für die grundlegenden theoretischen Leistungen zur Elektronenstruktur in magnetischen und ungeordneten Systemen" [nobelprize.org ] WS 2013/14 19
20 [W. Brewer] WS 2013/14 20
21 Diamagnetische Levitation [ ] WS 2013/14 21
22 Diamagnetische Levitation [ ] WS 2013/14 22
23 [ G. Hilscher ] WS 2013/14 23
24 15.3 Ferro-, Antiferro- und Ferrimagnetismus Barkhauseneffekt Hysterese Remanenz Koerzitivfeldstärke Ferrimagnetika Austauschenergie Néel-Temperatur WS 2013/14 24
25 Heinrich Barkhausen ( ) 1956) Promo in Göttingen zu elektrischen Schwingungen Industrie (Siemens) 1910 Habil. TH Berlin ab 1911 TH Dresden B.- Rauschen B.- Effekt Elektronenröhren [ wikipedia ] WS 2013/14 25
26 Barkhausen-Versuch [ R. Schäfer ] WS 2013/14 26
27 Barkhausen-Versuch: Sättigung keine Sprünge [ R. Schäfer ] WS 2013/14 27
28 Austauschenergie [ H. Zabel ] WS 2013/14 28
29 Austauschenergie [ Bergmann/ Schäfer ] WS 2013/14 29
30 Ising-Modell [ H. Zabel ] WS 2013/14 30
31 [W. Brewer] WS 2013/14 31
32 [ H. Zabel ] WS 2013/14 32
33 Ferromagnetismus: M M S M R H C H C H Material Curie-Temperatur T C [K] Co 1404 Fe 1043 Ni 631 Gd 289 V2A < T RT χ Magnetisierungskurve M = f(h) blau Verlauf der Neukurve ( 1) χ = µ = r T C T C M S - Sättigungsmagnetisierung M R Remanenz H C - Koerzitivfeldstärke T C T WS 2013/14 33
34 Magnetisierungsverhalten von Ferromagnetika: M H H H H Drehung der Magnetisierungsrichtung irreversible Wandverschiebungen reversible Wandverschiebungen Festkörper M [Vsm -2 ] Kristallanisotropie: Magnetisierungskurve für Co hexagonale Achse [ 0001] [ 1010] Basisebene H [kam -1 ] (M=0, H=0) WS 2013/14 34
35 Magnetische Domänenstrukturen: a) b) Entstehung ferromagnetischer Bereiche (a) ohne (b) mit Abschlußbereichen N S N N Bloch - Wand Néel - Wand WS 2013/14 35
36 [ R. Gross ] WS 2013/14 36
37 [W. Brewer] WS 2013/14 37
38 [W. Brewer] WS 2013/14 38
39 Louis Néel ( ) Franz. Physiker 1970 Nobelpreis (Antiferromagnetismus u. Ferromagnetismus) Néel-Temperatur Néel-Wand [ nobelprize.org ] WS 2013/14 39
40 [ R. Gross ] WS 2013/14 40
41 [ H. Zabel ] WS 2013/14 41
42 [ R. Gross ] WS 2013/14 42
43 [ H. Zabel ] WS 2013/14 43
44 WS 2013/14 44
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