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磁石・磁気の用語辞典(用語解説)
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【キュリーの法則】
キュリーの法則(Curie Law)
「1895年フランスのピエール・キュリー(放射線の研究のキュリー夫人の夫)が発見した法則で、常磁性体の磁化率は絶対温度に反比例する”というもの。」
この功績により、後に磁化がゼロになる温度(強磁性が常磁性になる温度)をキュリー温度と呼ぶようになった。
常磁性物質においては、 その物質の磁化は、(ほぼ)かけられた磁場に正比例する。しかし、もし物質が熱せられていると、この線形性は消失する: 一定の磁場については、磁化は(ほぼ)温度に反比例する。この事実はキュリーの法則にまとめられる。
M=C・B/T
ここでMは発生する磁化、Bは磁場(単位はテスラ)、Tは絶対温度(単位はケルビン)、Cは物質固有のキュリー定数。 また、磁化率χを用いて以下のように書くこともできる。
χ=C/T
この関係は1895年にピエール・キュリーにより(実験結果が想定されるモデルに適合するように調整されつつ)実験的に発見された。その後、ポール・ランジュバンが理論的に導出した(以下を参照)。そのため、“キュリー・ランジュバンの法則”とも呼ばれる。
この法則は高温または弱い磁場についてのみ成り立つ。以下で導く通り、低温または強磁場のような反対側の極限では磁化は飽和する。
なお、強磁性体反強磁性体では、キュリーの法則を拡張したキュリー・ワイスの法則が(ほぼ)成り立っている。
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