In einem ferromagnetischen Material gibt es eine spontane Magnetisierung, dh in Abwesenheit von a Feld Das bedeutet, dass es in der Probe unterschiedliche Domänen geben kann, in denen alle magnetischen Momente im Gleichgewichtszustand in die gleiche Richtung zeigen. Einige alltägliche Beispiele für solche natürlich vorkommenden Materialien wären Eisen, Nickel, Kobalt und so weiter. Solche Magnete erzeugen ein Nicht-Null-Feld außerhalb der Probe. Was zum Beispiel dafür verantwortlich ist, dass zwei Magnete interagieren.
Zugegebenermaßen ist der Titel des Beitrags eher dubios, da die Nettomagnetisierung eines Ferromagneten bei ist letztlich da, weil es dem niedrigsten Energiezustand der vorliegenden Probe entspricht, aber es strahlt immer noch ein Magnetfeld um sich herum aus.
Genau genommen befindet sich ein magnetisierter Ferromagnet (FM) nicht in seinem niedrigsten Energiezustand. wäre die niedrigste Energie. Aus einem magnetisierten Zustand kann der FM jedoch nicht dorthin gelangen, da dies eine Verschiebung der Domänengrenzen erfordern würde , was Energie erfordert, über die der Magnet normalerweise nicht verfügt. Daher sitzt es dort magnetisiert in einem metastabilen Zustand . Sie können es sich als lokales Minimum an freier Energie vorstellen. Um zum globalen Minimum zu gelangen ( Zustand), der die niedrigste Energie ist, muss eine Energiebarriere überwunden werden. Der Ferromagnet bleibt magnetisiert, es sei denn, etwas liefert genug Energie, um über die Barriere zu springen. Dieses Etwas ist oft das Thermalbad, das Ihren Magneten auf einer festen Temperatur hält. Je höher die Temperatur, desto schneller geschieht dies.
Erkenne, dass ein magnetisiertes FM nicht im Gleichgewicht ist. Zumindest formal können wir sagen, dass mit der Magnetisierung ein Strom verbunden ist: , und wo Strom fließt, gibt es kein Gleichgewicht. Nun kann es plötzlich passieren, dass gerade genug Energie vorhanden ist, um eine Domänenwand ein wenig zu bewegen, da Energieschwankungen auftreten, wenn Sie in thermischem Kontakt mit einem Wärmebad sind (Wärme ist im Grunde eine zufällige Bewegung von Atomen, Teilchen usw. ). Dann können Sie die Gesamtmagnetisierung etwas reduzieren. Wenn Sie also warten, können Sie sehen, wie die Magnetisierung ein wenig nach unten kriecht (dies wird als Kriechen bezeichnet). Das ist im Prinzip. In der Praxis bin ich mir nicht sicher, ob die Geschwindigkeit eines solchen Kriechens irgendwo gemessen werden kann, außer extrem nahe am Curie-Punkt eines typischen FM-ähnlichen Eisens. In der Praxis machen wir uns also keine Sorgen. Allerdings für SpinnglasDas Kriechen ist messbar, im Grunde weil die beteiligten Energiebarrieren sehr klein sind und es einfacher ist, genügend thermische Energie zu finden, um sie zu überwinden.
Die Energie wurde dem Magneten zugeführt, als er magnetisiert wurde. Es wird nicht "abgestrahlt" (das Feld ist statisch). Das Magnetfeld wird nicht vom FM "erzeugt". Grundsätzlich stammt dieses Magnetfeld von Elektronen, die sich um Kerne innerhalb der Atome bewegen. Sie strahlen nicht, und die Elektronen fallen nicht auf Kerne.
Wenn Sie einen Paramagneten (PM) in der Nähe des FM platzieren, hat das induzierte Feld in einem PM die gleiche Ausrichtung wie das externe Feld an dieser Stelle (nicht wie das Feld innerhalb des FM). Ein Südpol eines FM sieht also einen (sehr schwachen) Nordpol eines PM und umgekehrt (denken Sie daran, Magnetfeldlinien sind geschlossene Schleifen - hier wichtig). FM zieht PM an (allerdings sehr schwach). Übrigens stößt FM einen Diamagneten ab (wieder sehr schwach, es sei denn, der Diamagnet ist perfekt, wie z. B. ein Supraleiter - dann magnetische Levitationist möglich). Die Magnetisierung des FM ändert sich nicht - dafür gibt es keinen Mechanismus. Der PM kann den FM nicht per se "anrufen" und ihm sagen, dass er die Domänen neu anordnen soll. Die Energie des gesamten Systems variiert mit der relativen Position und Ausrichtung von FM und PM, aber das ist nicht die Energie, die auf die Magnetisierung des FM zurückzuführen ist.
mmesser314
Steeven