Curie Weiss法則の理解：磁化率と温度

式: 磁化率 = C / (T - Tc)

キュリー・ワイスの法則の概要

キュリー・ワイスの法則は、キュリー点を超える温度での物質の磁化率を理解するための基礎を提供します。この法則によると、常磁性体の磁化率 (χ) は、温度 (T) とキュリー温度 (Tc) の差に反比例すると説明されます。この関係は数学的に次のように表されます:
χ = C / (T - Tc)

T の値が常に Tc より大きいことを確認します。T が Tc より大きくない場合、磁化率が無限大に向かって急上昇するか未定義になるため、数式はエラーになります。

さまざまな磁性材料の実験を行う物理学の研究室で作業していると想像してください。350K で磁化率をテストしたい鉄片があります。鉄のキュリー定数 (C) は約 3.5 K·m/T² で、キュリー温度 (Tc) は 1043K です。キュリー・ワイスの法則を適用すると、次のようになります。

χ = 3.5 / (350 - 1043)

T が Tc より小さいため、この値は無効であることがすぐにわかります。ただし、温度パラメータを調整すると、次のようになります。

χ = 3.5 / (1200 - 1043) = 3.5 / 157 ≈ 0.0223

この結果として得られる磁化率は、これらの条件下では鉄の磁気応答が最小限であることを示しています。

キュリー・ワイスの法則は、磁性を理解するための基本的な方程式であり、温度と材料定数が磁気挙動を支配する様子を表しています。この方程式は単純ですが、温度が変化すると材料が常磁性から強磁性に変化する様子を明らかにし、材料科学者や物理学者の実際の応用を導きます。