Ферромагнитный резонанс
Ферромагни́тный резона́нс — одна из разновидностей электронного магнитного резонанса.
История открытия
Гипотезу о явлении, названным позднее ферромагнитным резонансом, первым высказал будущий академик Владимир Аркадьев. Основанием послужили эксперименты 1911—1913 годов, в ходе которых он наблюдал избирательный характер поглощения сантиметровых электромагнитных волн ферромагнетиками. Позже, в 1923 году, Яков Дорфман, исследуя расщепление линий атомных спектров в магнитном поле, так называемый эффект Зеемана, обосновал предположение В. Аркадьева, исходя из соображений квантовой физики. В 1935 году, советским физикам Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшицу удалось вывести уравнение динамической магнитной восприимчивости, что стало математической основой теории ферромагнитного резонанса. В 1948 году американец Чарльз Киттель (англ. С. Kittel) описал связь ферромагнитного резонанса с формой образца и магнитной анизотропией материала. Экспериментально ферромагнитный резонанс в металлах впервые, в 1946 г., обнаружил Дж. Гриффитс (англ. J. Н. К. Griffiths), а в ферритах, в 1949 г., У. Хьюитт (англ. W. Н. Hewitt)[1].
Описание явления
Ферромагнитный резонанс проявляется в избирательном поглощении ферромагнетиком энергии электромагнитного поля при частотах, совпадающих с собственными частотами прецессии магнитных моментов электронной системы ферромагнитного образца во внутреннем эффективном магнитном поле. Или иными словами, это возбуждение во всём объёме образца колебаний однородной прецессии вектора намагниченности, вызываемых магнитным СВЧ-полем, перпендикулярным постоянному намагничивающему полю[2].
Ферромагнитный резонанс обнаруживается методами магнитной радиоспектроскопии. Его основные характеристики — резонансные частоты, релаксация, форма и ширина линий поглощения, нелинейные эффекты, определяются коллективной многоэлектронной природой ферромагнетизма. При этом, наличие доменной структуры в ферромагнетике усложняет процесс, приводя к возможности появления нескольких резонансных пиков, а резонансное поглощение СВЧ энергии вызывает его локальный нагрев.
Частота ферромагнитного резонанса плоского образца в параллельном внешнем поле <math>B</math> вычисляется по формуле Ч. Киттеля (англ. С. Kittel)[3]:
<math> f = \frac{\gamma} {2 \pi} \sqrt{B (B + \mu_0 M)}</math> ,
где <math>M</math> намагниченность ферромагнетика, <math>\mu_{0}</math> — магнитная постоянная (магнитная проницаемость вакуума), а <math>\gamma</math> гиромагнитное отношение[4].
Использование
Использование явления ферромагнитного резонанса лежит в основе работы многих сверхвысокочастотных устройств: резонансных вентилей, фильтров, параметрических усилителей, преобразователей частоты, ограничителей мощности[1].
См. также
- Антиферромагнитный резонанс
- Электронный парамагнитный резонанс
- Ядерный магнитный резонанс
- Ядерный квадрупольный резонанс
Напишите отзыв о статье "Ферромагнитный резонанс"
Примечания
- ↑ 1 2 Ферромагнитный резонанс // Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.
- ↑ С. В. Вонсовский Магнетизм. — М.: Наука, 1971. — 1033 с.
- ↑ Charles Kittel Introduction to Solid State Physics (8th ed.). Wiley. 2004. ISBN 047141526X
- ↑ [vova1001.narod.ru/00008216.htm Ферромагнитный резонанс. Сборник статей / Под ред. С. В. Вонсовского. М. (1961). 343 с]
Отрывок, характеризующий Ферромагнитный резонанс
«Стало быть она знает, что я невеста, стало быть и oни с мужем, с Пьером, с этим справедливым Пьером, думала Наташа, говорили и смеялись про это. Стало быть это ничего». И опять под влиянием Элен то, что прежде представлялось страшным, показалось простым и естественным. «И она такая grande dame, [важная барыня,] такая милая и так видно всей душой любит меня, думала Наташа. И отчего не веселиться?» думала Наташа, удивленными, широко раскрытыми глазами глядя на Элен.К обеду вернулась Марья Дмитриевна, молчаливая и серьезная, очевидно понесшая поражение у старого князя. Она была еще слишком взволнована от происшедшего столкновения, чтобы быть в силах спокойно рассказать дело. На вопрос графа она отвечала, что всё хорошо и что она завтра расскажет. Узнав о посещении графини Безуховой и приглашении на вечер, Марья Дмитриевна сказала:
– С Безуховой водиться я не люблю и не посоветую; ну, да уж если обещала, поезжай, рассеешься, – прибавила она, обращаясь к Наташе.
Граф Илья Андреич повез своих девиц к графине Безуховой. На вечере было довольно много народу. Но всё общество было почти незнакомо Наташе. Граф Илья Андреич с неудовольствием заметил, что всё это общество состояло преимущественно из мужчин и дам, известных вольностью обращения. M lle Georges, окруженная молодежью, стояла в углу гостиной. Было несколько французов и между ними Метивье, бывший, со времени приезда Элен, домашним человеком у нее. Граф Илья Андреич решился не садиться за карты, не отходить от дочерей и уехать как только кончится представление Georges.
Анатоль очевидно у двери ожидал входа Ростовых. Он, тотчас же поздоровавшись с графом, подошел к Наташе и пошел за ней. Как только Наташа его увидала, тоже как и в театре, чувство тщеславного удовольствия, что она нравится ему и страха от отсутствия нравственных преград между ею и им, охватило ее. Элен радостно приняла Наташу и громко восхищалась ее красотой и туалетом. Вскоре после их приезда, m lle Georges вышла из комнаты, чтобы одеться. В гостиной стали расстанавливать стулья и усаживаться. Анатоль подвинул Наташе стул и хотел сесть подле, но граф, не спускавший глаз с Наташи, сел подле нее. Анатоль сел сзади.
M lle Georges с оголенными, с ямочками, толстыми руками, в красной шали, надетой на одно плечо, вышла в оставленное для нее пустое пространство между кресел и остановилась в ненатуральной позе. Послышался восторженный шопот. M lle Georges строго и мрачно оглянула публику и начала говорить по французски какие то стихи, где речь шла о ее преступной любви к своему сыну. Она местами возвышала голос, местами шептала, торжественно поднимая голову, местами останавливалась и хрипела, выкатывая глаза.
– Adorable, divin, delicieux! [Восхитительно, божественно, чудесно!] – слышалось со всех сторон. Наташа смотрела на толстую Georges, но ничего не слышала, не видела и не понимала ничего из того, что делалось перед ней; она только чувствовала себя опять вполне безвозвратно в том странном, безумном мире, столь далеком от прежнего, в том мире, в котором нельзя было знать, что хорошо, что дурно, что разумно и что безумно. Позади ее сидел Анатоль, и она, чувствуя его близость, испуганно ждала чего то.
После первого монолога всё общество встало и окружило m lle Georges, выражая ей свой восторг.
– Как она хороша! – сказала Наташа отцу, который вместе с другими встал и сквозь толпу подвигался к актрисе.
– Я не нахожу, глядя на вас, – сказал Анатоль, следуя за Наташей. Он сказал это в такое время, когда она одна могла его слышать. – Вы прелестны… с той минуты, как я увидал вас, я не переставал….
– Пойдем, пойдем, Наташа, – сказал граф, возвращаясь за дочерью. – Как хороша!
Наташа ничего не говоря подошла к отцу и вопросительно удивленными глазами смотрела на него.
