Магнитострикция

Магнитострикция (от лат. натяжение, сжатие) — изменение формы и размеров тела при его намагничивании. Это явление свойственно как сильно магнитным (ферромагнитным), так и парамагнитным и диамагнитным веществам. Магнитострикция — результат проявления взаимодействий в магнитных телах. Изучение магнитострикции помогает выяснить природу указанных взаимодействий. Магнитострикция неизменно привлекает внимание не только физиков, но также и инженеров с точки зрения конструирования новых приборов и технических устройств.

Магнитострикция оценивается безразмерной величиной — относительным изменением размеров магнетика ? = dl/l, где dl — удлинение (или укорочение) при включении магнитного поля Н, а l — длина образца. В экспериментах обычно измеряется ?11 — продольная магнитострикция, когда напряженность поля Н совпадает с направлением измерения, ?1 — поперечная магнитострикция, когда указанные направления взаимно перпендикулярны. Величины ?11 и ?1 малы (даже для ферромагнетиков), и для их измерения применяются специальные методы и установки.

Различают два вида магнитострикции: изотропную (обменную) и анизотропную (магнитодиполь-ную и одноионную). Ниже в упрощенной и качественной форме объясняются механизмы их возникновения.

В кристаллах ферромагнетиков, как было показано в 30-е годы русским теоретиком Я.И. Френкелем и немецким теоретиком В. Гейзенбергом, между электронами соседних магнитных атомов возникает особый вид взаимодействия, который они назвали обменным. Это электростатическое взаимодействие, однако оно не простое (кулоновское), а квантовое. В механизме обменного взаимодействия электронов важная роль отводится направлению спинов соседних атомов. Обменным его назвали потому, что в процессе данного взаимодействия электроны соседних магнитных атомов как бы обмениваются своими местами.