Закон Кюри
Зако́н Кюри́, температурная зависимость магнитной восприимчивости , имеющая вид , где – постоянная Кюри, – температура. Справедлив для парамагнетиков, в которых содержатся ионы или молекулы, обладающие магнитным моментом. Закон Кюри открыт П. Кюри в 1895 г. при исследовании температурной зависимости магнитной восприимчивости газообразного кислорода и ряда других парамагнитных веществ. Закон Кюри выполняется для парамагнитных газов, паров щелочных металлов, разбавленных растворов парамагнитных солей, кристаллических парамагнитных соединений, в которых магнитные ионы разделены группами немагнитных атомов, делающих обменное взаимодействие между магнитными моментами пренебрежимо малым. При учёте обменного взаимодействия закон Кюри переходит в закон Кюри – Вейса. Соответствующие отклонения от закона Кюри наблюдаются при достаточно низких температурах.
Теоретически закон Кюри был впервые получен П. Ланжевеном в 1905 г., который рассмотрел намагничивание газа из атомов с магнитным моментом в рамках классического статистического подхода и получил ( – постоянная Больцмана). В квантовой теории парамагнетизма (Дж. ван Флек, 1927) значение постоянной Кюри определяется величинами квантовых чисел спинового , орбитального и полного моментов магнитного иона и зависит от соотношения расщеплений уровней энергии иона за счёт спин-орбитального взаимодействия и кристаллического поля . Для систем, содержащих ионы редкоземельных 4f-элементов, (случай LS-связи) и при , а при имеем ( – фактор Ланде, – магнетон Бора). Для ионов 3d-металлов (Fe, Co, Ni и др.) обычно (ситуация замораживания орбитального момента), поэтому постоянная Кюри определяется только спиновым моментом: .
Поскольку теория Ланжевена применима и к моментам другой природы, она описывает поляризацию газа, молекулы которого обладают дипольным электрическим моментом, в электрическом поле (П. Дебай, 1912). Тем самым закон Кюри даёт температурную зависимость диэлектрической восприимчивости газов и разбавленных растворов полярных молекул. Закон Кюри применим также к парамагнетизму атомных ядер, причём константа определяется эффективным ядерным моментом.