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磁力效應(yīng)

磁力效應(yīng)(漢語(yǔ)拼音:Cili Xiaoying;英語(yǔ):magnetomechanical effect),強(qiáng)磁體在磁場(chǎng)作用下發(fā)生形變的現(xiàn)象。反之,在外力作用下強(qiáng)磁體的磁性也會(huì)改變。

磁力相互密切關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象(效應(yīng))總是互易地存在于同一強(qiáng)磁體中。這些效應(yīng)多發(fā)現(xiàn)于19世紀(jì),一般稱為廣義磁致伸縮。磁力效應(yīng)的表現(xiàn)形式有線性形變、環(huán)形變化、體磁致伸縮效應(yīng)、愛因斯坦-德哈斯效應(yīng)和巴涅特效應(yīng)。

目錄

概念定義 編輯本段

強(qiáng)磁物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下,其體積和形狀發(fā)生變化的現(xiàn)象。每個(gè)磁疇(見鐵磁性、磁介質(zhì))的自發(fā)磁化來(lái)源于相鄰原子中不配對(duì)電子的自旋磁矩的強(qiáng)耦合作用,這種作用可使晶體點(diǎn)陣產(chǎn)生畸變,表現(xiàn)為磁疇的體積和形狀的改變,此稱為自發(fā)形變。當(dāng)外加磁場(chǎng)時(shí),磁疇結(jié)構(gòu)和磁化狀態(tài)發(fā)生改變,引起磁疇自發(fā)形態(tài)的變化,從而使強(qiáng)磁體的體積和長(zhǎng)度均發(fā)生改變,前者稱為體磁致伸縮,后者稱線磁致伸縮。線磁致伸縮與晶體的各向異性有關(guān),因而具有方向性;體磁致伸縮來(lái)源于電子的交換作用,因而是各向同性的。當(dāng)以交變磁場(chǎng)作用于強(qiáng)磁體時(shí),由于磁致伸縮而引起磁體的機(jī)械振動(dòng)。此原理已用于產(chǎn)生超聲波的換能器。
當(dāng)強(qiáng)磁體受到外力作用時(shí),除像一般固體那樣要產(chǎn)生彈性形變外,還會(huì)產(chǎn)生磁致伸縮性形變。后者是由于應(yīng)力使磁疇結(jié)構(gòu)和磁化狀態(tài)發(fā)生變化,進(jìn)一步引起磁疇的形變,稱為力致伸縮,又稱磁彈性效應(yīng)。以聲振動(dòng)作用于強(qiáng)磁體時(shí),其磁化強(qiáng)度將隨聲振動(dòng)變化。晶體點(diǎn)陣作不斷的熱振動(dòng),其聲頻支(見點(diǎn)陣動(dòng)力學(xué))就能產(chǎn)生磁彈性效應(yīng)。上述交變磁場(chǎng)引起的聲振動(dòng)和聲振動(dòng)引起的磁化強(qiáng)度的變化均屬磁化狀態(tài)與彈性形變間的相互轉(zhuǎn)換和相互作用問(wèn)題,統(tǒng)稱磁聲效應(yīng)。

?強(qiáng)磁體中磁化狀態(tài)與聲振動(dòng)之間相互影響和相互轉(zhuǎn)換的效應(yīng)。它來(lái)源于磁彈(性)耦合即磁化強(qiáng)度與彈性應(yīng)變間的耦合,這種耦合也導(dǎo)致磁致伸縮。受到交變磁場(chǎng)作用的強(qiáng)磁性物體會(huì)發(fā)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng)。此原理已用于超聲換能器中,其逆效應(yīng)為聲振動(dòng)對(duì)磁化狀態(tài)影響。在恒穩(wěn)磁場(chǎng)中,強(qiáng)磁體的磁化強(qiáng)度隨聲振動(dòng)而變化;在剩磁狀態(tài)下,聲振動(dòng)會(huì)引起剩磁的降低。磁彈(性)效應(yīng)使自旋波(磁振子)與點(diǎn)陣振動(dòng)(聲子)發(fā)生耦合。當(dāng)強(qiáng)磁體中自旋波與聲波的頻率和波長(zhǎng)均相等時(shí),稱為交叉,兩者發(fā)生強(qiáng)烈耦合,并且可以相互轉(zhuǎn)換。這時(shí)產(chǎn)生的是兩種波耦合的磁彈(性)波。引起此效應(yīng)的聲波則出現(xiàn)強(qiáng)烈衰減。在穩(wěn)恒磁場(chǎng)和高頻聲場(chǎng)同時(shí)作用并滿足一定條件時(shí),一些弱磁性(抗磁性或順磁性)物質(zhì)會(huì)發(fā)生傳導(dǎo)電子在空間運(yùn)動(dòng)的能級(jí)(朗道能級(jí))間的共振躍遷或發(fā)生電子自旋能級(jí)(塞曼能級(jí))間的共振躍遷,稱為磁聲共振。

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