Curie-konstant

I magnetisme er Curie-konstanten en materialavhengig egenskap som relaterer materialets magnetiske følsomhet til temperaturen.

Curie-konstanten uttrykt i SI-enheter, er gitt i kelvin (K),^[1] ved

${\displaystyle C={\frac {\mu _{0}\mu _{\rm {B}}^{2}}{3k_{\rm {B}}}}ng^{2}J(J+1)}$,^[2]

hvor ${\displaystyle n}$ er antall magnetiske atomer (eller molekyler) per volumsenhet, ${\displaystyle g}$ er Landés g-faktor, ${\displaystyle \mu _{\rm {B}}}$ er Bohr magneton, ${\displaystyle J}$ er kvantekvantumantallet og ${\displaystyle k_{\rm {B}}}$ er Boltzmanns konstant. For et to-nivå system med magnetisk moment ${\displaystyle \mu }$, formelen reduseres til

${\displaystyle C={\frac {1}{k_{\rm {B}}}}n\mu _{0}\mu ^{2}}$,

mens de tilsvarende uttrykkene i Gaussiske enheter er

${\displaystyle C={\frac {\mu _{\rm {B}}^{2}}{3k_{\rm {B}}}}ng^{2}J(J+1)}$,

${\displaystyle C={\frac {1}{k_{\rm {B}}}}n\mu ^{2}}$.

Konstanten brukes i Curies lov, som sier at for en fast verdi av et påført magnetfelt ${\displaystyle \scriptstyle \mathbf {H} }$, magnetiseringen av et materiale er (omtrent) omvendt proporsjonal med temperaturen.

${\displaystyle M={\frac {C}{T}}H}$.

Denne ligningen ble først utledet av Pierre Curie.

På grunn av forholdet mellom magnetisk mottakelighet ${\displaystyle \chi }$, magnetisering ${\displaystyle \scriptstyle \mathbf {M} }$ og påført magnetfelt ${\displaystyle \scriptstyle \mathbf {H} }$ er nesten lineær på lave felt, da

${\displaystyle \chi ={\frac {\mathrm {d} M}{\mathrm {d} H}}\approx {\frac {M}{H}}}$,

dette viser at for et paramagnetisk system av ikke-samvirkende magnetiske øyeblikk, magnetisering ${\displaystyle \scriptstyle \mathbf {M} }$ er omvendt relatert til temperatur ${\displaystyle T}$.

Referanser

1. Coey, J. M. D.; Coey, J. M. D. (25. mars 2010). Magnetism and Magnetic Materials (på engelsk). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-81614-4.
2. Kittel, Charles (11.11.2004). Introduction to Solid State Physics, 8th Edition. Wiley. s. 304. ISBN 0-471-41526-X.