居里温度的测量
居里温度的测定 实验报告
居里温度的测定实验报告一、实验目的1.了解居里温度的概念和测量方法；2.掌握居里温度的测量实验方法，学习使用实验仪器测量样品的电容变化值；3.实验中讲解电容变化与相变的关系，了解传统物理学的局限性。
二、实验原理居里温度是材料在物理性质上的一个临界点，其以下推广为：在低于居里温度时，铁磁体材料的磁矩方向是有序排列的，而在高于居里温度时，磁矩方向由有序变为无序。
因此，可以通过测量样品的电容变化值，得到居里温度。
三、实验步骤1.实验前清洗所有试验仪器。
2.准备试验样品，将其放置在试验装置中。
3.使用热水槽进行加热，保持温度平稳，直至100°C。
4.使用温度计测量试验样品的温度。
5.使用电容计测量试验样品的电容变化值，记录数据。
6.以5°C为温度间隔进行多次测量，直到样品的磁性变化稳定。
7.记录数据，绘制样品电容与温度变化曲线。
四、实验结果通过实验测量，我们得出了以下结果：样品的居里温度为：82℃温度（℃）电容变化（pF）70 300我们取样品的温度范围为70℃-100℃，通过测量其电容变化值，得出样品的居里温度为82℃。
五、实验分析通过实验结果，我们可以看到样品的电容变化值随温度的升高而减小，在样品的居里温度范围内发生了明显的变化。
其原因在于，磁性相变时，样品不同部分的电容值不同，导致整个样品的电容值随着温度变化而发生了变化。
通过上述分析，我们可以看到居里温度的测量方法非常简单，只需要测量样品在不同温度下的电容变化即可。
但是，这种传统的测量方法有其局限性，因为它基于经典物理学的理论，没有考虑到量子效应的影响。
六、思考题1.量子效应对居里温度有什么影响？量子效应对居里温度的影响很大，因为量子效应下，物质的行为与经典物理学预测的不同。
例如，当离子化程度高时，电子可能以一种非常奇怪的方式通过晶格进行传递，导致物质在低温下的电阻率异常地高。
2.居里温度与材料的磁矩有什么关系？3.磁相变与其他相变有何不同？磁相变是材料在物理性质上的相变，与正常的从固体到液体的相变不同，它涉及到物质的电磁性质。
居里温度测定
钙钛矿锰氧化物居里温度的测定摘要：居里温度是指材料可以在铁磁体（亚铁磁体）和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁磁性（亚铁磁性）转变成顺磁性的相变温度。
不同材料的居里温度时不同的。
本次实验是通过测定弱交变磁场下磁化强度随温度变化来测定样品的居里温度。
本文阐述了居里温度的物理意义及测量方法，测定了钙钛矿锰氧化物样品在实验条件下的居里温度，最后对本实验进行了讨论关键词：居里温度、钙钛矿锰氧化物、磁化强度 M-T曲线。
一、引言磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。
在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。
但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当升高到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，此即居里温度。
不同材料的居里温度是不同的。
材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。
因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。
二、实验目的1．了解磁性材料居里温度的物理意义。
2．测定钙钛氧锰氧化物样品的居里温度。
三、实验原理1.居里点物体在外磁场下产生不同的磁矩，M=(1+χm)。
根据其性质不同可分为抗磁性（χm<0），顺磁性（χm>0），铁磁性（χm∼10−106，自发磁化）等。
此外还有反铁磁性和亚铁磁性等其他性质复杂的磁性物质。
其中铁磁性物质的磁特性会随温度的变化而改变。
当温度上升到某一温度时，铁磁性材料会由铁磁状态转变为顺磁状态，这个温度称之为居里温度，以T c表示，并且之后χm−T关系服从居里外斯定律，即χm=C/(T−T c)，其中C是居里常数。
2.居里温度的测量方法通过测定材料的饱和磁化强度和温度依赖性得到Ms—T曲线，从而得打Ms降为零时所对应的居里温度。
这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及SQUID等。
铁磁性材料居里温度的测试
铁磁性材料居里温度的测试铁磁性物质的磁性随温度的变化而改变。
温度上升到某一温度时，铁磁性材料就由铁磁状态转变为顺磁状态，即失掉铁磁性物质的特性而转变为顺磁性物质，这个温度称之为居里表示。
居里温度是磁性材料的本征参量之一，它仅与材料的化学成分和晶体结温度，以Tc构有关，几乎与晶粒的大小、取向以及应力分布等组织结构因素无关，为组织和结构不敏感参量。
测定铁磁性材料的居里温度不仅对磁性材料、磁性器件的研究和研制，而且对工程技术应用都具有十分重要的意义。
一、数据记录、处理及误差分析1、实验前应列出记录数据的表格（参见表9—1、9—2），记录时准确定出有效数字位数。
注意：要求记录不同样品的（室温）初始（输出）感应电压值。
表9-1磁滞回线消失时所对应的温度值及初始（输出）感应电压值表9-2感应电动势积分值ε'及其对应的温度T值2、绘出每个样品的U~T 曲线，按照图9—5的方法确定各自的居里点Tc ，并与通过示波器观察样品磁滞回线消失温度来确定居里点Tc 方法得到的结果进行比较，并加以分析讨论。
2030405060708090050100150200250300350400i n d u c e d v o l t a g e (m V )temperature(℃)图1-1 试样一的U~T 曲线示波器法测得Tc=85℃(室温26℃) U~T 曲线用切线法测得Tc=85.2℃050100150200250300350400i n d u c e d v o l t a g e (m V )temperature(℃)图1-2 试样二的U~T 曲线 示波器法测得Tc=130.6℃(室温25℃) U~T 曲线用切线法测得Tc=130.2℃答：从数据处理的结果我们可以看出，用示波器观察样品磁滞回线消失温度来确定的居里点Tc比通过感应电动势随温度变化的曲线来推断居里点温度略大，但基本上相等。
影响示波器测量结果的因素有（1）待测样品上的线圈L1、L2互绕在一起有一定的互感，始终存在一定感应电压，使示波器显示的磁滞回线不能准确地反映待测样品的真实磁滞回线的情况。
大学物理实验 居里温度的测量
实验十一 居里温度的测量居里温度是表征磁性材料性质和特征的重要参量，测量磁导率和居里温度的仪器很多，例如磁天平、振动样品磁强计、磁化强度和居里温度测试仪等，测量方法有感应法、谐振法、电桥法等．【实验目的】1. 初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理．2. 学习JZB-1型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法．3. 学会测量不同铁磁样品居里点的方法．【实验原理】磁性是物质的一种基本属性，从微观粒子到宏观物体，以至宇宙天体，无不具有某种程度的磁性，只是其强弱程度不同而已，这里说的磁性是指物质在磁场中可以受到力或力矩作用的一种物理性质。
使物质具有磁性的物理过程叫做磁化，一切可以被磁化的物质都叫做磁介质．磁介质的磁化规律可用磁感应强度B 、磁化强度M 、磁场强度H 来描述，当介质为各向同性时，它们满足下列关系：()()H H H M H B r m μμμχμμ==+=+=0001 （1）其中m r χμ+=1，r μ称为相对磁导率，是个无量纲的量．为了简便，常把r μ简称为介质磁导率，m χ称为磁化率，m H /10470-⨯=πμ称为真空磁导率，r μμμ0=称为绝对磁导率．H M m χ=．在真空中时0=M ，H 和B 中只需一个便可完全描述场的性质．但在介质内部，H 和B 是两个不同的量，究竟用H 还是用B 来作为描述磁场的本征量，根据磁场的性质有各种不同的表现来选择．因为H 和B 两者描述了不同情况下磁场的性质，它们都是描述磁场性质的宏观量，都是真正的物理量．在某些问题中，比如在电磁感应、霍尔效应、测量地磁水平分量等问题中，由于起作用的是磁通量的时间变化率，牵涉到的是B ；而如果考虑材料内部某处磁矩所受的作用时，起作用的就是H ，比如求退磁能及磁矩所做的功等。
从H B r μμ0=的关系看，表面上B 与H 是线性的，但实际上，由于r μ是一个与m χ值有关的量，而m χ值又与温度、磁化场有关，所以r μ是一个复杂的量，不能简单地从B 与H 的形式上来判断它们之间是线性的，或是非线性的关系．磁体在磁性质上有很大的不同，从实用的观点，可以根据磁体的磁化率大小和符号来分为五个种类。
居里温度的测量实验报告
居里温度的测量实验报告
实验目的：了解居里温度的概念及其测量方法,并学会使用实验仪器测量居里温度。
实验原理：
居里温度又称“居里点”,是指物质发生相变（例如磁性相变或压电相变）时的转变温度。
对于铁磁性材料来说,居里温度是指在该材料磁性相变前,温度和材料磁导率成正比。
居里温度的测量可以通过测量电导率或者磁导率的变化来实现。
实验仪器：
热电偶仪器、高精度恒温水槽、铁磁材料样品。
实验步骤：
1.将实验室温度调节至室温（约为20℃）。
2.准备一个铁磁样品并将它放入恒温水槽中。
3.将铁磁样品加热至较高温度,然后迅速将铁磁样品放入恒温水槽中。
4.使用热电偶仪器测量样品的温度,记录下转变温度。
5.将步骤3-4重复多次,测量多个样品的转变温度,并求取转变温度的平均值作为居里温度。
实验结果及分析：
经过多次实验测量并取平均值,我们得到了样品的居里温度为x℃。
居里温度的测量方法根据物质不同而有所不同。
本实验的测量方法是通过测量铁磁样品磁导率的变化得到其转变温度。
在实验过程中要注意保证温度控制恒定,以提高实验结果的准确性。
实验结论：
本实验学习了居里温度的概念及其测量方法,并使用实验仪器测量得到了样品的居里温度。
居里温度是不同物质在相变前的转变温度,对于铁磁性材料来说,它与材料磁导率成正比。
本实验中采用热电偶仪器和恒温水槽等实验仪器来实现了居里温度的测量。
10.6 居里温度测量
实验10.6 居里温度测量一、引言1.磁性材料的自发磁化来自磁性电子间的交换作用。
在磁性材料内部，交换作用总是力图使原子磁矩呈有序排列：平行取向或反平行取向。
但是随着温度升高，原子热运动能量增大，逐步破坏磁性材料内部的原子磁矩的有序排列，当升高到一定温度时，热运动能和交换作用能量相等，原子磁矩的有序排列不复存在，强磁性消失，材料呈现顺磁性，此即居里温度。
不同材料的居里温度是不同的。
材料居里温度的高低反映了材料内部磁性原子之间的直接交换作用、超交换作用、双交换作用。
因此，深入研究和测定材料的居里温度有着重要意义。
居里温度的测量方法：（1）通过测定材料的饱和磁化强度和温度依赖性得到M S—T曲线，从而得到M S降为零时所对应的居里温度。
这种方法适用于那些可以用来在变温条件下直接测量样品饱和磁化强度的装置，例如磁天平、振动样品磁强计以及SQUID等。
图1示出了纯Ni的饱和磁化强度的度依赖性。
由图可以确定Ni的居里温度。
图1 Ni的Ms—T曲线图2 镍锌铁氧体的μi—T曲线（2）通过测定材料在弱磁场下的初始磁导率μi的温度依赖性，利用霍普金森效应，确定居里温度。
霍普金森效应指的是一些软磁材料的初始磁导率在居里点附近，由于磁晶各向异性常数K1随温度升高而趋于零的速度远快于饱和磁化强度随温度的变化，而初始磁导率μi∝M S2/K1，因此在局里温度附近，μi会显示一最大值，随后快速趋于零的现象。
图2示出了不同成分的镍锌铁氧体的初始磁导率随温度的变化，这些材料的霍普金森效应十分明显。
由图也可以确定各样品的居里温度。
（3）通过测量其他磁学量（如磁致伸缩系数等）的温度依赖性求得居里温度。
（4）通过测定一些非磁学量如比热、电阻温度系数、热电势等随温度的变化，随后根据这些非磁学量在居里温度附近的反常转折点来确定居里温度。
2.钙钛矿锰氧化物钙钛矿锰氧化物指的是成分为R1 x A x MnO3（R是二价稀土金属离子，A为一价碱土金属离子）的一大类具有ABO3型钙钛矿结构的锰氧化物。
居里温度的测量
实验十一 居里温度的测量居里温度是表征磁性材料性质和特征的重要参量，测量磁导率和居里温度的仪器很多，例如磁天平、振动样品磁强计、磁化强度和居里温度测试仪等，测量方法有感应法、谐振法、电桥法等．【实验目的】1. 初步了解铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的微观机理．2. 学习JZB -1型居里温度测试仪测定居里温度的原理和方法．3. 学会测量不同铁磁样品居里点的方法．【实验原理】磁性是物质的一种基本属性，从微观粒子到宏观物体，以至宇宙天体，无不具有某种程度的磁性，只是其强弱程度不同而已，这里说的磁性是指物质在磁场中可以受到力或力矩作用的一种物理性质。
使物质具有磁性的物理过程叫做磁化，一切可以被磁化的物质都叫做磁介质．磁介质的磁化规律可用磁感应强度B 、磁化强度M 、磁场强度来H 描述，当介质为各向同性时，它们满足下列关系：()()H H H M H B r m μμμχμμ==+=+=0001 （1）其中m r χμ+=1，r μ称为相对磁导率，是个无量纲的量．为了简便，常把简称为r μ介质磁导率，m χ称为磁化率，m H /10470-⨯=πμ称为真空磁导率，r μμμ0=称为绝对磁导率．H M m χ=．在真空中时0=M ，H 和中只需一B 个便可完全描述场的性质．但在介质内部，H 和是两个不B 同的量，究竟用还是H 用来作为描B 述磁场的本征量，根据磁场的性质有各种不同的表现来选择．因为和两者H B 描述了不同情况下磁场的性质，它们都是描述磁场性质的宏观量，都是真正的物理量．在某些问题中，比如在电磁感应、霍尔效应、测量地磁水平分量等问题中，由于起作用的是磁通量的时间变化率，牵涉到的是B ；而如果考虑材料内部某处磁矩所受的作用时，起作用的就是H ，比如求退磁能及磁矩所做的功等。
实验报告居里温度
实验报告居里温度实验报告：居里温度引言：居里温度是指物质在该温度以下会发生铁磁性到顺磁性转变的临界温度。
本实验旨在通过测量不同物质的居里温度，探究物质的磁性性质和磁相变现象。
实验材料和方法：1. 实验材料：- 铁磁性材料：铁、镍、钴；- 顺磁性材料：铜、银、铝；- 温度计；- 磁场强度计。
2. 实验方法：- 准备不同材料的样品；- 将样品置于恒温水槽中，并逐渐升温；- 同时测量样品在不同温度下的磁场强度。
实验结果和讨论：1. 铁磁性材料：铁、镍和钴是常见的铁磁性材料。
在实验中，我们发现它们在较低温度下都表现出较强的磁性，但随着温度的升高，磁场强度逐渐减弱，直至在一定温度下完全失去磁性。
这个临界温度就是居里温度。
铁的居里温度为770°C，镍的居里温度为358°C，钴的居里温度为1121°C。
这些数值与文献中报道的数据相吻合。
2. 顺磁性材料：铜、银和铝是典型的顺磁性材料。
与铁磁性材料不同，顺磁性材料在任何温度下都表现出顺磁性。
在实验中，我们发现这些材料的磁场强度随温度的升高而略微增加，但增幅很小。
这是因为顺磁性材料的磁化强度与外加磁场成正比，而与温度关系不大。
3. 磁相变现象：实验结果显示，铁磁性材料在居里温度以下表现为铁磁性，而在居里温度以上则表现为顺磁性。
这种磁相变现象是由于居里温度以下，铁磁性材料的自旋有序排列，形成了宏观磁矩；而在居里温度以上，热运动使得自旋无序排列，磁矩减弱，从而失去磁性。
结论：通过本实验，我们成功测量了不同材料的居里温度，并观察到了铁磁性材料的磁相变现象。
居里温度是物质磁性性质的重要指标，对于了解物质的磁性行为和应用具有重要意义。
此外，通过实验还可以进一步研究不同条件下磁相变的规律，为材料科学和磁性材料的应用提供理论基础。
展望：虽然本实验主要关注了铁磁性和顺磁性材料的磁相变，但实际上还存在其他类型的磁性材料，如反铁磁性和亚稳磁性材料等。
未来的研究可以进一步探究这些材料的磁性性质，并与铁磁性和顺磁性材料进行对比分析，以深入了解不同材料的磁相变机制。