圓環(huán)磁鐵這個問題說起來雖然簡單,但是實際上也沒有那么簡單。
圓環(huán)磁鐵的磁性并沒有那?么容易消除的,因此更有可能的情況是磁鐵從某個具有磁化的狀態(tài)突然受到外場的刺激或者其它力學、熱學的刺激之后導致內部結構的突然轉變。
不過除了這種發(fā)生突然的變化之外,也還是存在一個熵效應,我想,或許你的背后的意思其實是想知道是否熵效應在其中起主導。
鐵磁性材料而言,但是必須強調,一般討論鐵磁性的問題時大家并不把熵的部分考慮進去的,因為鐵磁性這里面還蘊含著更長程的關聯(lián),更強的自旋間的相互作用,因此更有可能的是磁鐵只是處在某個凍結的狀態(tài)里,而并不像液晶那樣終由取向主導了整個相變的過程。
磁性材料有很多種不同的類型,不過既然表現(xiàn)出磁性,那么就說明它內部存在著某種取向的傾向性。
材料被磁化后也就發(fā)生了一些奇妙的變化,直觀的看,就是有了磁性,仔細一點看,本來材料是一個無序態(tài)(各個方向都是一致的,這就是各向同性,這種情況可以想象成一個球),現(xiàn)在出現(xiàn)了一些方向性(存在著某些特殊的方向,這就是各向異性,這種情況類似于一根棍子),顯然球的對稱性比棍子的對稱性更豐富,那么磁化的過程也就是發(fā)生了對稱性的減少,平常叫做對稱破缺。
一般來說,當這種具有磁化的狀態(tài),系統(tǒng)的能量會相對比較低,但是這只是問題的一個方面,不妨想想自由能的表達式:F=U-TS,我們希望自由能降低,固然考慮能量降低是很重要的,但是如果溫度逐漸升高,那么系統(tǒng)熵的增加也可以使得自由能降低。熵的增加,所對應的也就是微觀的狀態(tài)數(shù)的增加,也就是說,在取向上的狀態(tài)數(shù)的增加可以導致自由能的減少。
總之在溫度比較高的時候,磁鐵可以容許有更多種的取向,這也是可能導致磁性減弱的原因之一。但這個效應對于不同的磁性材料效果是非常不同的,當磁矩之間的相互作用強度足夠強的時候(U占主導),熵的效應(TS)在其中所起到的影響其實可能會非常微弱。
事實的情況也正是如此,總的來看,熵的這一部分效應在我們通常所說的常溫情況下磁鐵磁性的消失問題中,或許應當并不是主要因素。