第二篇磁畴理论与技术此话理论.PDF

第四章 磁性体中的能量 铁磁性物质中磁畴的 第一节 铁磁体内的相互作用能 形成与具体的磁畴结构都 第二节 交换能 与铁磁体内存在的相互作 用能量有关。 第三节 磁晶各向异性能 铁磁体中的各种相互 第四节 磁致伸缩 作用能量是研究铁磁体的 第五节 磁弹性能 磁畴理论与技术磁化理论 第六节 静磁能 的基本出发点，所以讨论 与了解铁磁体中各种能量 习题四 是学好现代磁性物理中磁 返回 畴结构与技术磁化理论的 结束放映 关键。 第一节 铁磁体内的各种相互作用能 在铁磁体内表现为五种主要的相互作用： • 交换能（Fex ）： 电子自旋间的交换相互作用产生的能量 • 磁晶各向异性能（F ）： k 铁磁体内电子自旋之间及自旋与轨道之间的耦合作用 所产生的能量。 • 磁弹性能（Fσ ）： 铁磁体内磁性与弹性相互作用而引起的磁 弹性能量（又 称磁弹性应力能，简称磁应力能）。 • 退磁场能（F ）： d 铁磁体与其自身的退磁场之间的相互作用能 • 外磁场能（FH ）： 铁磁体与外磁场之间的相互作用能。 其中，交换能是具有静电性质的相互作用能，而其余 四种则是与磁的相互作用有关的能量。 因此，铁磁体中，单位体积内的总自由能或总能量F 表示为： F F +F +F +F +F ex k σ d H F代表了单位体积中铁磁体内部存在的各个元磁矩之间及 其与外磁场的相互作用能。 第二节 交换能 在第三章中，已经知道铁磁体内相邻原子的自旋间的 交换能为： E −2∑A S ⋅S ex ij i j ij 由于是近程作用，可设第i个原子与其近邻原子的交换积分相 同，即A ＝A ，对于同种原子的电子有S ＝S ＝S ij i j ∴Eex −2A∑S ⋅S −2AS 2 ∑cosφij ij ij ∴交换能增量（即自旋由完全平行→夹角为 φij 时的交换 能增加）为： ( 2 2 cos ) ( 2 2 cos 0) ΔE − AS ∑ φ − − AS ∑ ex ij 2AS 2 (1−∑cosφij ) 2 2 φij 2AS ×2∑sin