磁性物理考试题解

磁性物理考试题解巳知3d铁磁体心立方晶体中，J=1，居里点Tc=6000C，M=1.5MB。晶格常数a=3x10-10(m),求分子场系数W,交换积分J和交换劲度常数A。N单位体积原子数的两种计算方法：(体心立方的铁)（1）NA阿伏加德罗常数，Ma原子量，d密度（2）a晶格常数，n单胞中的原子数用笫二方法得到如果用统计理论推出的居里温度qf与交换积分J的关系[注意这儿的log是loge=ln]对于体心立方晶格，z=6,因而J=4.885x10-21J校正：”铁磁性物理”(近角)中99页,公式(6.9)应为104页公式(6.36)应为2、室温下六角晶系Co具有单轴各向异性，写出各向异性能的表达式，磁化强度与C轴夹角为q。单轴各向异性常数Ku1=4.53x105Jm-3,Is=1.7T，求各向异性场Ha。第3题答案：文字部分在习题中已有，也没有人答错。超顺磁性临界尺寸的计算部分有11人算成单畴临界尺寸，答错。如不计及弛豫时间，可按近角的《铁磁性物理》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.应该在求出对应球形粒子的直径D0=2xr0=2(3v0/4)1/3=2x1.2nm=2.4nm但不少人求的立方体边长L0=(v0)1/3。都正确。如果计及弛豫时间，则应用公式：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如果选用其他值，可得其他结果。也有人直接用O’Handley书上的（8.34）式，虽不算错，但不好。而且他的计算似乎有错误。第4题答案见讲义第5题答案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