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Molekularfeldnäherung

Festkörperphysik, Molekularfeldtheorie, ein auf P. Weiss (1907) zurückgehendes Modell zur Beschreibung des Ferromagnetismus der Materie. Dabei wird die Kopplung der magnetischen Momente der Ionen durch die Wechselwirkung mit einem Molekularfeld Hmol beschrieben bzw. durch ein effektives Magnetfeld Heff = Hmol + Hext, falls zusätzlich ein äusseres Magnetfeld Hext angelegt ist. Die Beschreibung der magnetischen Ordnung durch die Wirkung eines Molekularfeldes ist durch das Heisenberg-Modell gerechtfertigt.

Für den Zusammenhang zwischen der Magnetisierung M einer Substanz und Hmol bzw. Heff ergibt sich eine Brillouin-Funktion Bj:

Molekularfeldnäherung

Dabei ist Mmax = nm die maximale Magnetisierung, wenn alle atomaren Momente der Grösse m ausgerichtet sind, n die Teilchendichte und kB die Boltzmann-Konstante ist. Mit dem Modell kann weiterhin die Curie-Temperatur TC berechnet werden, oberhalb der die ferromagnetische Ordnung zusammenbricht und Paramagnetismus beobachtet wird. Bei hohen Temperaturen oberhalb TC ergibt sich aus der Molekularfeldtheorie ein Curie-Weiss´sches Gesetz für die Temperaturabhängigkeit der paramagnetischen Suszeptibilität.

 

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