磁性物理考試題解

磁性物理考試題解巳知3d鐵磁體心立方晶體中，J=1，居里點Tc=6000C，M=1.5MB。晶格常數(shù)a=3x10-10(m),求分子場系數(shù)W,交換積分J和交換勁度常數(shù)A。N單位體積原子數(shù)的兩種計算方法：(體心立方的鐵)（1）NA阿伏加德羅常數(shù)，Ma原子量，d密度（2）a晶格常數(shù)，n單胞中的原子數(shù)用笫二方法得到如果用統(tǒng)計理論推出的居里溫度qf與交換積分J的關(guān)系[注意這兒的log是loge=ln]對于體心立方晶格，z=6,因而J=4.885x10-21J校正：”鐵磁性物理”(近角)中99頁,公式(6.9)應(yīng)為104頁公式(6.36)應(yīng)為2、室溫下六角晶系Co具有單軸各向異性，寫出各向異性能的表達式，磁化強度與C軸夾角為q。單軸各向異性常數(shù)Ku1=4.53x105Jm-3,Is=1.7T，求各向異性場Ha。第3題答案：文字部分在習題中已有，也沒有人答錯。超順磁性臨界尺寸的計算部分有11人算成單疇臨界尺寸，答錯。如不計及弛豫時間，可按近角的《鐵磁性物理》P457公式：v0=kT/2Ku=1.38x10-23(J/K)x300(K)/2x2.7x105(J/m3)=4.14x10-21/5.4x105(m3)=0.7x10-26(m3)=7x10-27m3.應(yīng)該在求出對應(yīng)球形粒子的直徑D0=2xr0=2(3v0/4)1/3=2x1.2nm=2.4nm但不少人求的立方體邊長L0=(v0)1/3。都正確。如果計及弛豫時間，則應(yīng)用公式：1/=f0sxp(-K1V/kT),如果取=102秒，1/100=109exp(-2.7x105xV/1.38x10-23x300)10-11=exp(-6.5x1027V),-(6.5x1027)V=ln(1x10-11)=-ln11=-25.33V=25/6.5.x1027=3.8x10-27m3,D=1.8nm如果選用其他值，可得其他結(jié)果。也有人直接用O’Handley書上的（8.34）式，雖不算錯，但不好。而且他的計算似乎有錯誤。第4題答案見講義第5題答案5(1):seep412-413in“Physicsofferromagnetism”editedbyChikazumiorseep311-312in“Modernmagneticmaterialsprinciplesandapplications”editedbyR.C.O’handly;5(2):Hc=0.6(2Ku/Ms)+0.4(Ku/Ms)=1.6(Ku/Ms)=(1.6x2x106erg/cm3)/850emu/cm3=3765Oe(erg/emu);5(3):(a)becausetheaverageHo=f(θ0),itequalstoθ0)dθ0/θ0;(b)hs=(cos2/3θ0+sin2/3θ0)-3/2withhs=H0/Hk,(1)thenH0=Hk(cos2/3θ0+sin2/3θ0)-3/2,finallyweobtaintheaverageH0=Hk(cos2/3θ0+sin2/3θ0)-3/2dθ0/θ0(seep312inthe0’handly’sbook)(c)sin2θ0=(1/p2){(4-p2)/3}3/2,assuming4-p2=x2,thenwegetsin2θ0=(1/(4-x2))[x2/3]3/2(1)andx3+5.2(sin2θ0)x2-20.8sin2θ0=0,(2)Eq.(2)canberewrittenasx3+ax2-4a=0witha=5.2sin2θ0,(3)settingx=(y-a/3)thenweobtainEq.(4)y3-(a2/3)y+(2a3/27-4a)=0,(4)Eq.(4)canberewrittenasY3+py+q=0,withp=-a3/3,q=2a3/27-4a(5)Y=u+v,withu={(-q/2+[(q/2)2+(p/3)3]}3/2andv={(-q/2-[(q/2)2+(p/3)3]}3/2,thenx=u+v-a/3Becausex2=4-p2,p2=4-(u+v-a/3)2,finallyweobtainH0=(Ku/Ms)[4-(u+v-a/3)2]1/2andTheaverageH0=(ku/Ms)[4-(u+v-a/3)2]1/2dθ0/dθ0Itisnoticedthatt