퀴리 온도 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 퀴리 온도 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 퀴리 온도 혹은 퀴리점은 강자성체가 강자성 상태에서 상자성 ( 常 [UNK] 性, paramagnetism ) 상태로 변하거나 그 반대로 변하는 전이온도를 말한다. 자석같은 강자성체를 퀴리온도 이상으로 가열하면 자석으로서의 성질을 잃는다. 명칭은 발견자인 프랑스의 물리학자 피에르 퀴리의 이름에서 딴 것이다. 자석의 재료가 되는 물질을 조절하면 퀴리 온도를 어느 정도 바꿀 수 있다. 퀴리 온도 이상에서는 자발자화를 가지지 않는 데 비해 이보다 낮은 온도에서는 자발 자화를 가진다. 이런 의미에서 자기변태점 ( [UNK] 氣 [UNK] [UNK] [UNK] ) 이라고도 한다. 이 온도에서는 일반적으로 큰 비열이
다 낮은 온도에서는 자발 자화를 가진다. 이런 의미에서 자기변태점 ( [UNK] 氣 [UNK] [UNK] [UNK] ) 이라고도 한다. 이 온도에서는 일반적으로 큰 비열이 나타나며, 압력과는 거의 관계가 없다. 목차 1 발생 원인 2 강자성 물질의 퀴리온도 2. 1 이론적 유도 2. 2 실제값 3 응용 3. 1 농업 3. 2 지열 탐사 4 참고 문헌 발생 원인 [ 편집 ] 퀴리 온도 이상에서 상자성이 나타나는 이유는 원자의 열에너지가 자기 모멘트의 결합에너지와 같아져서 자기모멘트가 결합하지 못하기 때문이다. 자기 모멘트의 결합 에너지는 스핀을 같은 방향으로 정렬시키려고 하지만, 원자의 열 에너지는 정렬된 상태를 흐트려뜨리려 하므로, 두 에너지가 상반되는 효과를 나타낸다. 퀴리 온도는 이 두 에너지가 같아지는 임계 온도로, 이 이상의 온도에서
- { c } = { [UNK] frac { Nm - { 0 } ^ { 2 } [UNK] mu - { 0 } [UNK] gamma } { 3k } } } [UNK] { [UNK] displaystyle [UNK] gamma } 는 물체마다 값이 다르며, 강자기성 물체의 경우 그 값이 거의 1000을 상회한다. [ 1 ] 실제값 [ 편집 ] 아래는 각각 다른 물질에서의 다양한 퀴리 온도들이다. [ 2 ] 물질 퀴리 온도 ( C ) Iron ( Fe ) 770 Cobalt ( Co ) 1130 Nickel ( Ni ) 358 Iron Oxide ( Fe2O3 ) 622 가돌리늄은 거의 실온인 19 C 이하에서는 강자성을 띠지만, 그 이상에서는 강한 상자성을 나타낸다. [ 3 ] 응용 [ 편집 ] 농업 [ 편집 ] 벼에 해충이 많아 이를 박멸할 때 응용될 수 있
띠지만, 그 이상에서는 강한 상자성을 나타낸다. [ 3 ] 응용 [ 편집 ] 농업 [ 편집 ] 벼에 해충이 많아 이를 박멸할 때 응용될 수 있다. 해충은 65℃가 되어야 죽고 벼는 그 이상으로 가열하면 변질되므로 정확하게 65℃까지만 가열해야 한다. 퀴리온도가 65℃인 강자성체 분말을 벼에 뿌린 다음 자기장을 가하면, 전자기유도현상으로 인해 분말에 전기가 생긴다. 그리고 전기저항에 흐르는 전류로 열이 발생하여 벼의 온도가 점점 올라간다. 65℃가 되면 자성을 잃어 전기가 발생하지 않기 때문에 더이상 온도가 올라가지 않는다. 지열 탐사 [ 편집 ] 일반적인 암석의 퀴리온도는 550℃ 정도인데, 지각으로부터 30∼40km의 깊이에서 이 온도에 이른다. 이 성질을 이용하여 자력 탐사
를 흐트려뜨리려 하므로, 두 에너지가 상반되는 효과를 나타낸다. 퀴리 온도는 이 두 에너지가 같아지는 임계 온도로, 이 이상의 온도에서는 열 에너지가 결합 에너지보다 더 커지기때문에 자기 모멘트가 정렬된 상태로 존재할 수 없다. 이 상황에서는 물체의 알짜 자화가 0이 되므로 강자성의 성질을 잃게 된다. 강자성 물질의 퀴리온도 [ 편집 ] 이론적 유도 [ 편집 ] 자기 ( 쌍극자 ) 모멘트의 위치 에너지 U { [UNK] displaystyle U } 가 - m o [UNK] B { [UNK] displaystyle - [UNK] mathbf { m - { o } } [UNK] cdot [UNK] mathbf { B } } 으로 주어지는 것을 이용하여 자기 모멘트의 열평균을 구하면, 물질의 자화와 온도를 연관짓는 랑즈뱅 방정식을 도출할
반면 낮은 온도에서는 원점 외의 점에서도 교점이 생기는데, 이로 미루어보아 원점에서 직선과 곡선의 기울기가 같아지는 온도가 두 상태의 임계온도인 " 퀴리 온도 " 라고 할 수 있다. 랑즈뱅 방정식을 테일저 전개하여 1차 근사하면 | M | ∼ N m o 3 y { [UNK] displaystyle | M | [UNK] sim { [UNK] frac { Nm - { o } } { 3 } } y } 이 된다. 이 식의 기울기와 직선 식의 기울기가 같아지는 온도를 퀴리 온도라고 할 수 있다. 즉, T c = N m 0 2 [UNK] 0 [UNK] 3 k { [UNK] displaystyle T - { c } = { [UNK] frac { Nm - { 0 } ^ { 2 } [UNK] mu - { 0 } [UNK] gamma } { 3k } } } [UNK]
y = m o [UNK] o [UNK] M k T { [UNK] displaystyle y = { [UNK] frac { m - { o } [UNK] mu - { o } [UNK] gamma M } { kT } } } 자화 M과 y의 그래프 이것으로 y { [UNK] displaystyle y } 와 M { [UNK] displaystyle M } 에 관한 식을 두 개 얻었으므로, 원점이 아닌 곳에서의 이들의 교점이 곧 두 식의 해가 된다. 그런데 그림에서 보이는 것과 같이, 높은 온도에서는 직선과 곡선의 교점이 원점 외에는 없는 것을 알 수 있다. 이 경우는 자발적 자화를 하지 않는 것으로 해석할 수 있다. 반면 낮은 온도에서는 원점 외의 점에서도 교점이 생기는데, 이로 미루어보아 원점에서 직선과 곡선의 기울기가 같아지는 온도가 두 상태
그런데 강자기성 물체에서는 측정점과 이웃하는 입자들과의 매우 강한 상호작용을 하므로, H s { [UNK] displaystyle H - { s } } 와 H [UNK] { [UNK] displaystyle H'} 를 M { [UNK] displaystyle M } 에 비례하는 값으로 대체할 수 있다 : H m = H [UNK] M { [UNK] displaystyle [UNK] mathbf { H - { m } } = [UNK] mathbf { H } [UNK] mathbf { [UNK] gamma M } } 위 식을 거시적 H가 0인 경우에 y { [UNK] displaystyle y } 에 대입하면 아래와 같은 식을 얻을 수 있다. y = m o [UNK] o [UNK] M k T { [UNK] displaystyle y = { [UNK] frac { m - { o } [UNK] mu - { o } [UNK] gam
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bf { B } } 으로 주어지는 것을 이용하여 자기 모멘트의 열평균을 구하면, 물질의 자화와 온도를 연관짓는 랑즈뱅 방정식을 도출할 수 있다. | M | = N m 0 [ coth y - 1 y ]. { [UNK] displaystyle | [UNK] mathbf { M } | = Nm - { 0 } [ [UNK] coth { y } - { [UNK] frac { 1 } { y } } ]. } 여기서 N { [UNK] displaystyle N } 는 단위 부피당 입자의 수이고, y { [UNK] displaystyle y } 는 자기 모멘트 m o { [UNK] displaystyle m - { o } }, 진공의 투자율 [UNK] o { [UNK] displaystyle [UNK] mu - { o } }, 미시적 H H m { [UNK] displaystyle H - { m } }, 볼
퀴리 온도(Curie temperature) 혹은 퀴리점(Curie point)은 강자성체가 강자성 상태에서 상자성(常磁性, paramagnetism) 상태로 변하거나 그 반대로 변하는 전이온도를 말한다. 자석같은 강자성체를 퀴리온도 이상으로 가열하면 자석으로서의 성질을 잃는다. 명칭은 발견자인 프랑스의 물리학자 피에르 퀴리의 이름에서 딴 것이다. 자석의 재료가 되는 물질을 조절하면 퀴리 온도를 어느 정도 바꿀 수 있다. 퀴리 온도 이상에서는 자발자화를 가지지 않는 데 비해 이보다 낮은 온도에서는 자발 자화를 가진다. 이런 의미에서 자기변태점(磁氣變態點)이라고도 한다. 이 온도에서는 일반적으로 큰 비열이 나타나며, 압력과는 거의 관계가 없다.