Curie seadus

Curie seadus on füüsikaseadus, mille kohaselt paramagneetikute (paramagetiliste ainete) magnetiline vastuvõtlikkus ${\displaystyle \chi _{\mathrm {m} }$ on pöördvõrdeline absoluutse temperatuuriga ${\displaystyle T}$:

${\displaystyle \chi _{\rm {m}={\frac {C}{T},}$ kus ${\displaystyle C}$ on igale ainele eriomane Curie konstant.

Paramagnetilise aine magneetumus (magnetiseerumise aste) on magnetilise vastuvõtlikkusega võrdeline:

${\displaystyle M=\chi H}$, seega ${\displaystyle M={\frac {HC}{T}.}$

Seega tuleneb Curie seadusest, et püsiva välise magnetvälja korral on paramagneetiku magneetumus pöördvõrdeline temperatuuriga.

Seaduse esitas Pierre Curie 1896. aastal. 1907. aastal arendas Prantsuse füüsik Pierre-Ernest Weiss Curie seadust edasi Curie-Weissi seaduseks, mis kehtib ferromagneetikute korral ülalpool Curie temperatuuri ${\displaystyle T}$.^[1]

Seletus

Mudeliks on võetud ½-spinn-osakese orientatsioon välises magnetväljas. Elektronil on magnetmoment ja see käitub magnetdipoolina. Väline magnetväli avaldab elektroni spinnile suunavat jõudu. Võimalik on spinni orientatsioon magnetvälja suunas, mis on energeetiliselt soodne. Seepärast võiks eeldada, et kõik aine spinnid joonduvad paralleelselt välise magnetväljaga. Tegelikult tuleb aga arvesse võtta temperatuuri mõju, sest

• Boltzmanni statistikast tulenevalt kasvab temperatuuri tõustes ebasoodsa antiparalleelse orientatsiooni tõenäosus ja
• temperatuuri tõustes intensiivistuv soojusliikumine takistab osakeste joondumist magnetvälja suunas.

Magnetiline vastuvõtlikkus on füüsikaline suurus, mis sõltub sellest, kui palju spinne magnetväljas on joondunud välja suunas ja kui palju vastupidises suunas. Seega tuleb arvestada välise magnetvälja suunavat mõju ja vastu mõjuvaid soojusefekte. Kvantmehaanikas käsitleb seda probleemi Brillouini funktsioon. Curie seadus on selle funktsiooni erijuht nõrkade magnetväljade korral ja temperatuuridel, mis ei ole liiga madalad.

Viited