固體中的磁性
居里溫度
/ KYOOR-ee TEM-pruh-cher /
把一塊磁鐵加熱到足夠高,它就乾脆不再是磁鐵了。存在一個清晰的臨界點——每種材料各不相同——超過它,磁性徹底消失;低於它,磁性又會回來。這個轉折點就是居里溫度,以最早把它測繪出來的皮埃爾·居里命名。
這是兩種相反影響之間的較量。交換相互作用努力讓相鄰原子磁矩保持對齊、井然有序,而熱則努力把它們搖成隨機的混亂。在居里溫度以下,有序占上風,材料是鐵磁體。隨著你逼近這個溫度,熱漸占優勢,對齊變弱;恰在居里溫度處,有序坍縮到零。在它之上,磁矩依然存在,卻隨機翻滾,材料變成普通的順磁體。
居里溫度之所以重要,是因為它是一次貨真價實的相變——像冰化成水那樣清晰而真實——並決定了一種磁性材料實際能用在哪。對鐵來說,它是灼熱的攝氏 770 度;對某些材料則低於室溫,這正是它們在你桌上看上去「沒有磁性」的原因。常見的誤解是以為加熱會讓磁鐵的強度逐漸流失;實際上,磁化會一直撐著,直到臨界點臨近時才驟然跌落。
把一顆鋼螺母吸在磁鐵上,再用火焰加熱螺母。當它越過自己的居里溫度時,會突然失去吸附而掉下來——而當它冷卻回臨界點以下,又會重新被吸住。一束火焰就能把磁性開關來去。
加熱越過居里溫度後,鋼失去磁性而掉落;冷卻後又重新吸附。
居里溫度是鐵磁體和亞鐵磁體的臨界點,那裡的有序屬於會帶來淨磁性的那一類。反鐵磁體的有序自我隱藏,它對應的臨界點有另一個名字:奈爾溫度。
又稱
另見