СПЕЦІАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ ЗА ДИСТАНЦІЙНОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.26565/10.26565/2222-5617-2024-41-05

Ключові слова:

фазовий перехід, магнітна теплоємність, температура Кюрі, критичні індекси, нікель

Анотація

У статті запропоновано методику проведення лабораторної роботи спецпрактикуму 4 курсу за дистанційної форми навчання на прикладі лабораторної роботи «Визначення температури Кюрі з температурної залежності теплоємності феромагнетиків». За дистанційної форми навчання відсутня можливість проведення фізичного експерименту, тому пропонується розширити коло розрахунково-графічних завдань до лабораторної роботи. Студентам видається вже готова таблиця експериментальних даних, у даному випадку, таблиця теплоємності нікелю для інтервалу температур 1÷1500 К.

Під час виконання роботи, студенти, використовуючи отримані експериментальні дані теплоємності нікелю, повинні побудувати графік залежності CV від температури, розрахувати ґратчастий внесок у сумарну теплоємність за моделлю Дебая, обчислити електронну і магнітну складові теплоємності. Необхідні для розрахунку температуру Дебая θD і коефіцієнт електронної теплоємності γ студенти знаходять з умови, що за дуже низьких температур магнітною складовою теплоємності можна нехтувати, а граткова складова теплоємності апроксимується кубічною залежністю від температури.

Точка Кюрі є точкою фазового переходу другого роду, в околі якої спостерігаються специфічні аномалії. Згідно з теорією подібності сингулярна частина теплоємності характеризується такими співвідношеннями: C(t)=(A±⁄α± )(t-α± -1)+B± , де A-, B-, A+, B+ – константи, α- і α+ – критичні індекси, t=(T-Tk )⁄Tk . Диференціюючи і логарифмуючи ці співвідношення, можна отримати рівняння, що дозволяють визначити критичні індекси (log|(dCm)/dT|=-(α±+ 1)  log|T- Tc |+D). Оскільки експериментальне значення температури Кюрі було дано з точністю ± 1 K, то студенти мають побудувати серію графіків log|(dCm)/dT| від log|T-Tc | для різних Tc (від 624.4 K до 628 K через 0.4 K). З тангенса нахилу отриманих прямих визначається критичний індекс для даної температури Кюрі. За теорією подібності критичні індекси мають бути рівними. Тому з перетину кривих α- (T) і α+ (T) можна визначити справжні значення критичного індексу і температури Кюрі.

Завантаження

Опубліковано

2024-11-28

Як цитувати

СПЕЦІАЛЬНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ ЗА ДИСТАНЦІЙНОЇ ФОРМИ НАВЧАННЯ. (2024). Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Фізика», 41, 43-49. https://doi.org/10.26565/10.26565/2222-5617-2024-41-05

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають