Curietörvény

A Curietörvény a paramágneses anyagok magnetizációjának hőmérsékletfüggő viselkedését írja le. A külső mágneses tér hatására a magnetizáció M arányos a tér erősségével, és a magnetizációs szövetkezőt χ úgy kapjuk, hogy M = χH, ahol χ a mágneses susceptibilitás. A Curietörvény szerint a χ értéke fordítottan arányos a hőmérséklettel: χ = C/T, tehát a magnetizáció erősen csökken, ha a hőmérséklet növekszik.

A Curie-konstans C a rendszer jellemzője, és SI egységben χ = μ0 N μ_eff^2 /(3 k_B T) írható fel, CGS-ben pedig χ = N μ_eff^2 /(3 k_B T). Itt μ_eff a hatékony mágneses momentum, amelyet gyakran g faktort és J vagy S alapú mágneses szamu feladásokkal adnak meg: μ_eff ≈ g√(J(J+1)) μ_B vagy g√(S(S+1)) μ_B. A zavartalan paramágnesek esetében a Curie-törvény tehát a váltás a mágneses momentumból a hőmérséklet felé.

Érvényességi tartomány és általánosítások: a Curietörvény csak nagymértékben magas hőmérsékleten, fokozatosan közelíti meg a viselkedést, ahol a mágneses kölcsönhatások gyengék vagy a kristályi környezet hatása elnyomott. A gyakorlatban a kölcsönhatásokat és korelációkat figyelembe véve a Curie–Weiss törvény alakítja ki: χ = C/(T − θ), ahol θ a Weiss-féle molekuláris mezőt jelöli. θ > 0 utal ferromágneses kölcsönhatásokra, θ < 0 pedig antiferromágneses tendenciára.

Történetileg a törvényt Pierre Curie írta le a 19. század végén; a Curie–Weiss általánosítást a molekular field elmélete alapján Weiss alkalmazta. A Curietörvényt ma is használják a paramágneses anyagok jellemzésére, az effektív mágneses momentum meghatározására és a mágneses viselkedés vizsgálatának kiindulópontjaként.