Weissin alue

Kohteesta Wikipedia
Siirry navigaatioon Siirry hakuun

Weissin alueet ovat ferro­magneettisten aineiden kide­rakenteessa olevia pieniä alueita, joilla kaikkien atomien magneettinen momentti on saman­suuntainen. Ne ovat saaneet nimensä ranskalaisen fyysikko Pierre-Ernest Weissin mukaan (1865-1940).

Weiss esitti vuonna 1907,[1] että ferro­magneettisissa aineissa on alueita, joissa atomien ("alkeismagneettien") magneettiset momentit suuntautuvat samoin silloinkin, kun ulkoista magneettikenttää ei ole. Tällaisten alueiden läpi­mitta on tyypillisesti välillä 10-3 ... 10-5 milli­metriä, ja niissä on kussakin noin 106 ... 109 atomia. Tällaisilla alueilla magneettisen momentin suunta liittyy aineen kide­rakenteeseen.,

Weissin alueiden sisällä aine on magnetoitunut kyllästys­arvoonsa saakka. Että useimmat rauta­kappaleet eivät kuitenkaan ole havaittavasti magneettisia, johtuu siitä, että niiden eri Weissin alueiden magneetti­kentät ovat eri suuntaiset ja kumoavat täten toisensa. Eri­suuntaisten Weissin alueiden välisiä raja­pintoja sanotaan Blochin seinämiksi.

Weissin alueet, kun ulkoista magneettikenttää ei ole (vasemmalla), heikossa (keskellä) ja vahvassa ulkoisessa magneettikentässä (oikealla)

Kun ferro­magneettinen aine tuodaan ulkoiseen magneetti­kentään, Blochin seinämät siirtyvät niin, että ne Weissin alueet, joissa magneettinen momentti on ulkoisen kentän suuntainen, laaje­ne­vat, kun taas ne, joissa sen suunta on päin­vastai­nen, pienenevät. Täten selittyy aineen magnetoitu­minen kentässä. Tarpeeksi voimakkaassa magneetti­kentässä koko kappaleen kaikkien atomien magneettiset momentit tulevat saman­suuntaisiksi. Kun ulkoinen kenttä poistetaan, Weissin alueet pyrkivät palautumaan ennalleen tiettyyn tasa­paino­tilaan. Esimerkiksi aineessa olevien epä­puhtauksien vuoksi tämä saattaa kuitenkin estyä, jolloin kappale jää pysyvästi magneettiseksi, kesto­magneetiksi.[2]

H. J. Williams käytti vuosina 1947–1979 jauhe­malli­menetelmää ja sai tällä tavoin valo­kuvia, jotka osoittavat Weissin alueiden koot ja muodot.[3] Tässä hän käytti kolloidista hienoksi jauhettua ferro­magneettista ainetta, jolloin raja­pinnat saatiin näkyviksi mikro­skoopilla.[4]

Weissin alueita on myös ferro­sähköisissä aineissa, jotka ovat analogisia ferro­magneettisille aineille. Niissä on alueita, joissa dipoli­momentit ovat saman­suuntaisia.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Reviews of Modern Physics, 1949. American Physical Society. Artikkelin verkkoversio Viitattu 24.1.2012.
  2. K. V. Laurikainen, Uuno Nurmi, Rolf Qvickström, Erkki Rosenberg, Matti Tiilikainen: Lukion fysiikka 2, s. 171. WSOY, 1973. ISBN 951-0-05657-X.
  3. Phys. Rev, 1947, nro 71, s. 646. American Physical Society.
  4. Phys. Rev., 1931, nro 38, s. 1903–1905. American Physical Society.