Калькулятор постоянной Кюри

Рассчитайте постоянную Кюри материала по магнитной восприимчивости, температуре и температуре Кюри — Вейсса.

Калькулятор закона Кюри — Вейсса
Определите постоянную Кюри по восприимчивости, измеренной выше температуры упорядочения.

О постоянной Кюри

Постоянная Кюри характеризует силу парамагнитного отклика, предсказываемого законами Кюри и Кюри — Вейсса. Она связывает магнитную восприимчивость с абсолютной температурой и зависит, в частности, от концентрации и эффективного магнитного момента магнитных частиц материала. Большая постоянная обычно означает более сильный парамагнитный отклик при заданной температуре, однако при сравнении опубликованных значений необходимо указывать единицы и определение восприимчивости. Соотношение Кюри — Вейсса выражает восприимчивость как постоянную Кюри, делённую на разность температуры и температуры Кюри — Вейсса. Преобразование даёт используемую здесь формулу: постоянная Кюри равна восприимчивости, умноженной на разность температуры измерения и температуры Кюри. Восприимчивость считается безразмерной, обе температуры вводятся в кельвинах, поэтому постоянная также отображается в кельвинах. Для обычной парамагнитной области этого простого приближения температура измерения должна быть выше выбранной температуры Кюри — Вейсса. Температуру Кюри — Вейсса иногда обозначают theta; она не всегда совпадает с экспериментально наблюдаемой температурой перехода. Её знак и величина отражают эффективные взаимодействия между моментами. Положительное значение обычно указывает на преобладание ферромагнитных взаимодействий, отрицательное может указывать на антиферромагнитные. Закон обычно подгоняют к данным обратной восприимчивости в диапазоне температур, а не выводят из одного измерения, поскольку экспериментальные смещения и температурно-зависимые вклады влияют на отдельную точку. При работе с лабораторными данными используйте согласованные определения восприимчивости. Объёмная, массовая и молярная восприимчивости — разные величины, а полученные из них постоянные Кюри имеют соответствующие соглашения об единицах. Диамагнитный фон, отклик держателя образца, примеси, кристаллическая анизотропия и калибровка также могут менять измеренную восприимчивость. Вблизи фазового перехода критические флуктуации часто снижают точность простого приближения Кюри — Вейсса. Калькулятор лучше всего подходит для проверки точки аппроксимации, изучения преобразованного закона или предварительного сравнения материалов. Для научного отчёта определяйте наклон по нескольким точкам графика обратной восприимчивости, указывайте поле и диапазон температур, вычитайте значимые фоновые вклады и сохраняйте неопределённость как постоянной, так и температуры Кюри — Вейсса.

Примеры расчёта постоянной Кюри

В примерах используются безразмерная восприимчивость и температуры в кельвинах.

Входные данныеРезультатИнтерпретация
T = 300 K, χ = 0.01, theta = 20 KC = 2.8 KРазность температур составляет 280 K.
T = 100 K, χ = 0.025, theta = 0 KC = 2.5 KПолучается базовая форма закона Кюри.
T = 250 K, χ = 0.004, theta = -50 KC = 1.2 KОтрицательное theta даёт разность 300 K.

Как рассчитать постоянную Кюри

  1. Введите абсолютную температуру измерения в кельвинах.
  2. Введите безразмерную магнитную восприимчивость, измеренную при этой температуре.
  3. Введите полученную при аппроксимации температуру Кюри — Вейсса в кельвинах.
  4. Нажмите «Рассчитать постоянную Кюри» и проверьте использованную разность температур.

Частые вопросы

Какое уравнение использует калькулятор?

Он использует C = χ × (T − theta), полученное из закона Кюри — Вейсса. Температура и theta должны быть в одной шкале.

Температура Кюри всегда положительна?

Нет, температура Кюри — Вейсса, полученная при аппроксимации, может быть отрицательной. Её знак даёт информацию о преобладающих магнитных взаимодействиях модели.

Почему температура должна превышать theta?

Простую парамагнитную форму закона Кюри — Вейсса обычно применяют выше области упорядочения. Вблизи перехода и ниже него коллективные эффекты требуют более тщательного анализа.

Магнитная восприимчивость безразмерна?

Объёмная восприимчивость в СИ безразмерна; здесь используется именно это соглашение. Молярная и массовая восприимчивости имеют другие единицы и дают иначе выраженные постоянные.

Можно ли получить надёжную постоянную по одному измерению?

Одна точка даёт оценку, но аппроксимация по многим температурам надёжнее. Она выявляет смещения, отклонения и экспериментальную неопределённость.