М. в области технического намагничивания обнаруживает явление гистерезиса (рис. 3 ). На М. в сильной степени влияют также температура, упругие напряжения и даже характер размагничивания, которому подвергался образец перед измерением.
Всестороннее изучение М. прежде всего способствует выяснению физической природы сил, которые определяют ферри-, антиферро- и ферромагнитное поведение вещества. Исследование М., особенно в области технического намагничивания, играет также большую роль при изысканиях новых магнитных материалов; например, отмечено, что высокая магнитная проницаемость сплавов типа пермаллоя связана с тем, что в них мала М. (наряду с малым значением константы магнитной анизотропии).
С магнитострикционными эффектами связаны аномалии теплового расширения ферро-, ферри- и антиферромагнитных тел. Эти аномалии объясняются тем, что магнитострикционные деформации, вызываемые обменными (а в общем случае и магнитными) силами в решётке, проявляются не только при помещении указанных тел в магнитное поле, но также при нагревании их в отсутствии поля (термострикция). Изменение объёма тел вследствие термострикции особенно значительно при магнитных фазовых переходах (в точках Кюри и Нееля, при температуре перехода коллинеарной магнитной структуры в неколлинеарную и других). Наложение этих изменений объёма на обычное тепловое расширение (обусловленное тепловыми колебаниями атомов в решётке) иногда приводит к аномально малому значению коэффициента теплового расширения у некоторых материалов. Экспериментально доказано, например, что малое тепловое расширение сплавов типа инвар объясняется влиянием возникающих при нагреве отрицательных магнитострикционных деформаций, которые почти полностью компенсируют «нормальное» тепловое расширение таких сплавов.
С М. связаны различные аномалии упругости в ферро-, ферри- и антиферромагнетиках. Резкие аномалии модулей упругости и внутреннего трения, наблюдаемые в указанных веществах в районе точек Кюри и Нееля и других фазовых магнитных переходов, обязаны влиянию М., возникающей при нагреве. Кроме того, при воздействии на ферро- и ферримагнитные тела упругих напряжений в них даже при отсутствии внешнего магнитного поля происходит перераспределение магнитных моментов доменов (в общем случае изменяется и абсолютная величина самопроизвольной намагниченности домена). Эти процессы сопровождаются дополнительной деформацией тела магнитострикционной природы — механострикцией , которая приводит к отклонениям от закона Гука. В непосредственной связи с механострикцией находится явление изменения под влиянием магнитного поля модуля упругости Е ферромагнитных металлов (DЕ -эффект).
Для измерения М. наибольшее распространение получили установки, работающие по принципу механооптического рычага, позволяющие наблюдать относительные изменения длины образца до 10-6 . Ещё большую чувствительность дают радиотехнический и интерференционный методы. Получил распространение также метод проволочных датчиков, в котором на образец наклеивают проволочку, включенную в одно из плечей моста измерительного . Изменение длины проволочки и её электрического сопротивления при магнитострикционном изменении размеров образца с высокой точностью фиксируется электроизмерительным прибором.
М. нашла широкое применение в технике. На явлении М. основано действие магнитострикционных преобразователей (датчиков) и реле, излучателей и приёмников ультразвука, фильтров и стабилизаторов частоты в радиотехнических устройствах, магнитострикционных линий задержки и т.д.
Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Белов К. П., Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, 2 изд., М. — Л., 1957; Бозорт Р., Ферромагнетизм, перевод с английского, М., 1956; Редкоземельные ферромагнетики и антиферромагнетики, М., 1965; Ультразвуковые преобразователи, перевод с английского, под редакцией И. П. Голяминой, М., 1972.
К. П. Белов.
Рис. 2. Зависимость продольной магнитострикции ряда поликристаллических металлов, сплавов и соединений от напряжённости магнитного поля.
Рис. 1. Продольная (кривая I) и поперечная (кривая II) магнитострикция сплава Ni (36 %) — Fe (64 %). В слабых полях они имеют разные знаки, в сильных — при парапроцессе — одинаковый знак (здесь магнитострикция носит объёмный характер).
Рис. 3. Магнитострикционный гистерезис железа, обусловленный его магнитным гистерезисом.
Магнитосфера Земли
Магнитосфе'ра Земли', область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц космического происхождения. См. Земля , раздел Строение Земли.
Магнитотеллурическое зондирование
Магнитотеллури'ческое зонди'рование (от магнит и лат. tellus, родительный падеж telluris — Земля), МТЗ, метод исследования внутреннего строения Земли, основанный на изучении переменного электромагнитного поля внеземного происхождения. Предложен в 1950—53 советским учёным А. Н. Тихоновым и французским учёным Л. Каньяром. На земной поверхности в определённой точке устанавливают взаимно перпендикулярно 2 магнитометра и 2 электроизмерительные заземлённые линии длиной по 500 м. Посредством этой аппаратуры наблюдают электромагнитные колебания, имеющие период Т от долей сек до сут , и по отношению амплитуд электрических и магнитных колебаний определяют кажущееся (среднее) сопротивление rT пород в изучаемом районе. Благодаря скин-эффекту кривые зависимости от T отражают изменение сопротивления пород с глубиной: минимумы rT отвечают слоям низкого сопротивления, а максимумы — высокого. Толщины и сопротивления слоев находят, сопоставляя практические кривые с модельными. На рисунке в виде примера показана кривая rT для модели, в которой хорошо проводящий слой лежит на плохо проводящем. При помощи МТЗ строятся карты подземного рельефа фундамента или аналогичного горизонта высокого сопротивления на глубинах до 5 км, исследуется распределение электропроводности горных пород до глубин 400—500 км. МТЗ и его упрощённую модификацию — магнитотеллурическое профилирование — применяют при поисках нефти и газа, а также для изучения слоев и очагов пониженного сопротивления, предположительно разогретых, в земной коре и верхней мантии.