ПРИМЕНЕНИЕ ПАРАМАГНЕТИКОВ Спектр применения парамагнетиков очень широк: - новые элементы запоминающих устройств в современных компьютерах;
- новые методики в магнитно-резонансной томографии;
- в физике низких температур в роли охладителя.
Магнитное охлаждение: - получение температур ниже 1 К путём адиабатического размагничивания парамагнитных веществ.
- применяют соли редкоземельных элементов (например, сульфат гадолиния), хромокалиевые, железоаммониевые, хромометиламмониевые квасцы и ряд других парамагнитных веществ. Кристаллическая решётка этих веществ содержит ионы Fe, Cr, Gd с недостроенными электронными оболочками и отличным от нуля собственным магнитным моментом (спином).
- парамагнитные ионы разделены в кристаллической решётке большим числом немагнитных атомов.
- магнитное взаимодействие ионов оказывается слабым: даже при низких температурах, когда тепловое движение значительно ослаблено, силы взаимодействия не способны упорядочить систему хаотически ориентированных спинов.
- в методе М. о. применяется достаточно сильное внешнее магнитное поле, которое, упорядочивая направление спинов, намагничивает парамагнетик. При выключении внешнего поля (размагничивании парамагнетика) спины под действием теплового движения атомов (ионов) кристаллической решётки вновь приобретают хаотическую ориентацию.
- если размагничивание осуществляется адиабатически (в условиях теплоизоляции), то температура парамагнетика понижается.
- Блок парамагнитной соли С помещается на подвесках из материала с малым коэффициентом теплопроводности внутри камеры 1, которая погружена в криостат 2 с
- жидким гелием He .
- Откачкой паров гелия температура в криостате поддерживается на уровне 1,0—1,2 К .
- Теплота, выделяющаяся в соли во время намагничивания, отводится к жидкому гелию газом, заполняющим камеру 1.
- Перед выключением МП газ из камеры 1 откачивают через кран 4 и блок соли С теплоизолируют от жидкого гелия.
- После размагничивания температура соли понижается и может достигнуть нескольких тысячных долей градуса.
- Запрессовывая в блок соли какое-либо вещество или соединяя вещество с блоком соли пучком тонких медных проволочек, можно охладить вещество практически до тех же температур
Магнитная термометрия ( метод измерения температур, применяемый при температурах в основном ниже 1 К ) - Термометрическим свойством служит магнитная восприимчивость парамагнетика .
- Подбирают парамагнетики, у которых простейшим образом магнитная восприимчивость зависит от температуры :
- Х = С / Т .
- По измеренному в слабом внешнем магнитном поле значению Х и известной для данного парамагнетика постоянной Кюри - С может быть определена магнитная температура Т.
Достарыңызбен бөлісу: |
