Кюри закон

Кюри́ закон

Температурная зависимость удельной магнитной восприимчивости χ некоторых парамагнетиков, имеющая вид

χ = 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 μ 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 μ 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 = Nμ²H/3kT, где N — число молекул, k — Больцмана постоянная. Т. о.,

χ = M/H = Nμ²/3kT и C = Nμ²/3k. (2)

В сильных магнитных полях и при низких температурах тепловое движение не нарушает ориентацию магнитных моментов, намагниченность М стремится к величине Nμ², 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) χ_я = Nμ²_{я, эфф} /3kT = С_я/Т, где μ_{я, эфф} — эффективный магнитный момент ядра, С_я — ядерная константа Кюри.

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