Механострикция. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Механострикция - дополнит, деформация, возникающая в упорядоченных магнетиках (ферро-, фер-ри- и антиферромагнетиках) при наложении на них механич. напряжений. Наложение напряжений приводит к перераспределению магн. моментов доменов, что ведёт к изменению намагниченности, а это в свою очередь через посредство магнитострикции даёт дополнит, деформацию. Вклады в M. (как и в вызванную магн. полем магнитострикцию l) в общем случае определяются процессами, связанными и со смещением границ доменов, и с вращением результирующих векторов самопроизвольной намагниченности M₈ доменов (см. Намагничивание ).Чаще всего речь идёт о продольных деформациях: растяжение (напряжение

- сжатие

. В случае

прямая АО на рис. 1 характеризует относительное упругое удлинение

образца в зависимости от

тогда кривая OBC - зависимость от s полного удлинения

и есть M. В магнитомягких материалах кривая OB идёт круче, в менее мягких - более полого

т. к. смещение доменных стенок в последних затруднено и отступление от Гука закона в них проявляется не так заметно. Наложение на образец с

магн. поля вызовет его магнитострикцию OD, и при последующем росте s явление опишется кривой DBC, a M. окажется соответственно меньше.

M. может только увеличивать общую деформацию. Это связано с тем, что при упругом растяжении в случае

векторы

доменов образца поворачиваются вдоль направления растяжения; в случае

векторы

стремятся расположиться в плоскости, перпендикулярной направлению растяжения,- при этом M., "поперечная" к векторам

, будет также положительна. Из теории следует, что явление M. связано со знаком магнитоупругой энергии - произведения l _ss, где l _s - магнитострикция насыщения. У соединений, содержащих редкоземельные элементы и обладающих большой (~10^-3) величиной l_s, знак величины l _ss определяет зависимость M. от напряжения и магн. поля.

В ряде инварных сплавов и редкоземельных сплавов и соединений, особенно вблизи температур магнитных фазовых переходов, упругие деформации вызывают заметное изменение не только направления, но и величины

что через посредство объёмной магнитострикции

парапроцесса может приводить к добавочной M.- за счёт "механопарапроцесса".

С M. непосредственно связан

-эффект - зависимость модуля упругости E изотропных (поликристал-лич. или аморфных) ферро-, ферри- и антиферромагнетиков от величины магн. поля. В отсутствие внеш. магн. поля, когда векторы M _s доменов "свободны", механич. напряжение, наложенное на образец, вызывает обычно упругое удлинение

и удлинение

магнито-стрикционной природы, т. е.

где Е₀ - модуль упругости упорядоченного магнетика в размагниченном состоянии. Наложение сильного магн. поля, закрепляя все векторы M _s и вызывая магнитострикцию насыщения

сводит к нулю

т. е. модуль E _s магнетика, намагниченного до "технического" насышения, равен

- модулю при отсутствии M. Макс.

-эффект

Расчёты показывают, что

где

- нач. восприимчивость данного процесса намагничивания,

(численная константа). T. о., макс.

-эффект велик в материалах с большой магнитострикцией, малой магнито-кристаллич. анизотропией, малыми внутр. напряжениями. Напр., у отожжённого

У соединений с большой

обнаружен

-эффект, достигающий 160%.

Вычисление зависимости

-эффекта от магн. поля Я представляет собой более сложную задачу, оно возможно, если известна функция распределения векторов M_sвсех доменов образца. У ряда магнетиков в сравнительно слабых полях можно наблюдать уменьшение модуля Е_Н от значения E₀ и только затем его рост до Е _т. Это т.н. отрицательный -эффект, к-рый связывают с преодолением задержки смещения границ доменов и др. подобными процессами.

У ферромагнетиков в пек-рой области температур T выше температуры Кюри модуль E обычно меняется с температурой линейно. Экстраполяция его значений на область

даёт значения "парамагнитного" модуля Ep. Для MH. магнетиков

Но во мн. случаях, напр, у Ni, на графике E(T)в районе

заметен небольшой "положительный" избыток: при

величина

несколько больше

В общем случае на таком графике при

могут наблюдаться как положительный, так и отрицательный изломы и, кроме того, более или менее размытый скачок модуля dE того или иного знака, также связанный с добавочной M. На рис. 2 такая зависимость показана для инварного сплава

имеющего

В районе

виден небольшой скачок значения E

. На рис. EH соответствует отрицат.

-эффекту в слабом поле

кА/м,

- модуль в большем поле

E_s соответствует "техническому" насыщению в поле

- значение, рассчитанное по магнитострикц. и магн. данным с учётом добавочной M., соответствующее очень большому полю. Значит. разница между

объясняется явлением спонтанной магнитострикцни: возникающим при

и зависящим от температуры изменением параметров кристаллич. решётки магнетика, связанным с действием обменных сил. Подобное явление наблюдается также в ферри- и антиферромагнетиках.

Во многом аналогичная

-эффекту зависимость модуля сдвига G изотропных магнетиков носит назв.

-эффекта. При исследовании упругих свойств монокристаллов магнитоупорядоченных веществ в зависимости от магн. поля рассматривается поведение или модуля E вдоль данного направления в кристалле, или, чаще, упругих констант кристалла (см. Гука закон).

Литература по механострикции

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.