а) магнитные моменты атомов

2241027.92

мАm

heМ

eB

BMm )1(

BS MSm

Магнетон Бора(элементарный магнит)

е – заряд электронаme – масса электрона

h – постоянная Планка

Квантование по величине:

- орбитальный магнитный момент электрона

- спиновый магнитный момент электрона

Квантовые числа электрона: - орбитальное; S - спиновое

аа

Квантование по направлению

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓↑↓↑↓

↑↓

↑↓↑↓↑↓

↑↓

↑↑↑↑

Орб

ита

ли

Макси

мал

ьное числ

о электронов

Направления mS атома 26Fe

μА – магнитный момент атома

Парамагнетики

Ферромагнетики

Диамагнетики

μА =0 Диамагнетики

μА ≠0 Парамагнетики Ферромагнетики

æ

бб Классификация минералов по механизмунамагничивания (по æ)

Классификация минералов по механизмунамагничивания (по æ)

Группа минералов

Механизм намагничивания

Магнитная восприимчивост

ь

Минералы

Диамагне-тики (μА=0)

Индукционный

(-0,5…-10)*10-5 Кварц, ортоклаз, галенит, барит, сфалерит, апатит, циркон, ковелин, касситерит, флюорит

Парамагне-тики (μА>0)

Ориентационный

(0,5-300)*10-5 Минералы, не относящиеся к диамагнетикам и ферромагнетикам

Ферромаг-нетики (μА>>0)

Ориентационный + обменное взаимодействие

>>10-4

Магнетит, титаномагнетит, гематит, маггемит, пирротин

Обменное взаимодействие ►Обменное взаимодействие ►

æ

Признаки и параметры минералов-ферромагнетиков

Обменное взаимодействие ►Спонтанная намагниченность

1. Спонтанная намагниченность

JS – спонтанная намагниченность

θ – температура Кюри

2. Доменная структура

↓ ↓ ↓↑↑↑

Домен

d~0.01-0.05

При отсутствии внешнего магнитного поля ферромагнетик в общем случае не намагничен

вв

578

Гистерезис кривой намагничивания

Поворот векторов JS

Смещение границ доменов:необратимое

обратимое

Земное магнитное поле

JS – намагниченность насыщенияJrs – изотермическая остаточная намагниченностьHcs – коэрцитивная сила

Параметры ферромагнетика

Минерал Формула , ед. СИ JS, 103А/м НСS, 103А/м , °С

Магнетит Fe3O4 8,8-25 490 0,8-12 578

Титаномагнетит xFe3O4 (1-x)TiFe203 10-5 -1 80-430(-100) -

578

Маггемит Fе2О3 3,8-25 440 0,8-10 675

Гематит Fe2O3 (1,3-13)10-3 1,5-2,5 550-640 675

Пирротин Fe1-xS 0,13-1,3 17-70 1,2-8,8 300—325

НS

Минералы - ферромагнетики

3.

Редкие ферромагнетики θ oCЯкобсит MnFe2O4 300Треволит NiFe2O4 581Магнезиоферрит MgFe2O4 310

Наиболее распространенный и сильный ферромагнетик

Слабые ферромагнетики

Гетит FeOOHГидрогематит άFe2O3

.H2OСидерит FeCO3

?

Измеряли намагниченность сульфидной руды при нагревании. При температуре 300 оС намагниченность резко уменьшилась.Какой ферромагнетик присутствует в руде?

Вопрос 3.1

1. Спонтанная намагниченность2. Доменная структура3. Гистерезис кривой намагничивания (необратимые явления)

Отрицательные магнитные аномалии над магнетитовыми рудами

1. Температура Кюри2. Намагниченность насыщения (спонтанная намагниченность)3. Коэрцитивная сила

1. Магнетит2. Титаномагнетит3. Маггемит4. Гематит5. Пирротин

Ангаро-Илимский район