Ley de Curie-Weiss

Ley de Curie-Weiss

La ley de Curie-Weiss describe la susceptibilidad magnética de un ferromagneto en la región paramagnética sobre el punto de Curie, o, en general, en un material casi idealmente paramagnético en el que las interacciones entre momentos magnéticos hacen que se desvíe de la ley de Curie:

\chi = \frac{C}{T - T_{c}}

donde

χ es la susceptibilidad magnética
T es la temperatura absoluta, medida en Kelvin
Tc es la Temperatura de Curie, medida en Kelvin
C es la constante de Curie, específica de cada material, que se define, relativa al volumen, como
C = \mu_0 n \frac{\mu^2}{3 k_\mathrm{B}}
y como cantidad molar, como
C_\mathrm{mol} = \frac{M}{\rho} C = \mu_0 N_\mathrm{A} \frac{\mu^2}{3 k_\mathrm{B}}

De esta forma, una forma alternativa de escribir la ley de Curie-Weiss es:

\chi_M = N \left(\alpha + \frac {\mu_{M}^{2}}{3kT} \right)

La susceptibilidad tiene una punto singular en T = Tc. A esta temperatura y por debajo de ella existe magnetización espontánea.

Naturalmente, todas aquellas familias de compuestos magnéticos en las que la descripción como espín aislado sea fundamentalmente errónea no pueden ser bien descritas por la ley de Curie-Weiss en ningún rango de temperaturas. Incluso cuando el material responde a las condiciones de la definición, en muchos sistemas la ley de Curie-Weiss no describe adecuadamente la susceptibilidad en la vecindad inmediata del punto de Curie, porque está basada en una aproximación de campo medio. Una descripción mejor del comportamiento crítico la puede dar:

\chi \sim \frac{1}{(T - T_{c})^\gamma}

con el exponente crítico \gamma\,. Sin embargo, a temperaturas T \gg T_c la expresión de la ley de Curie-Weiss síque es aplicable, si T_c\, representa una temperatura algo mayor que la temperatura de Curie real. Algunos autores llaman a esta T_c\, efectiva la constante de Weiss.

La ley de Curie-Weiss es también aplicable a materiales que presentan antiferromagnetismo en temperaturas mayores a la temperatura de Néel. En este caso, la constante Tc en la fórmula anterior es negativa y su módulo es del orden cercano a la temperatura de Néel.

La relación entre la polarizabilidad de un ferroeléctrico y su temperatura T en la vecindad de la temperatura de Curie puede a su vez ser descrita por la fómula semejante a la ley de Curie-Weiss:[1]

\alpha = \frac{C}{T - T_{0}},

donde C y T0 dependen del tipo de material ferroeléctrico del que se trate. T0 recibe el nombre de Temperatura de Curie-Weiss y tiene un valor muy cercano a la temperatura de Curie. En caso de que existan dos puntos de Curie, entonces en la cercanía de cada uno de ellos en la fase no polar se aplica esta misma ley. Cerca del punto de Curie mayor la ley se aplica de la manera antes mencionada y cerca del punto menor la ley se aplica de la forma:[1]

\alpha = \frac{C^{\prime}}{T_{0}^{\prime}-T}

Véase también

Referencias

Introduction to Solid State Physics 7th ed. (1996) by Charles Kittel

  1. ↑ a b Sivukhin, D.V. (1977) (en ruso). Curso de física general. III. Electricidad. Moscú: Nauka. p. 166. 

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