磁冷却法原理

如题所述

在顺磁介质中,ⅹ和K皆为正数值,磁介质的热容CH也是正值。这意味着当磁场被绝热地减小时,物质的温度会下降,这一现象被称为磁致冷效应。正是基于这一原理,绝热去磁法被用来获取低温。当磁介质在恒定温度下处于强磁场中,磁场会使离子的角动量趋向于能量较低的方向,导致系统的熵减小。在这个过程中,会有一部分热量ΔQ等于ΔS/T从磁介质中流出。如果在减小磁场时保持过程可逆,总熵保持不变,但点阵振动熵会减少,从而实现物质的冷却。


点阵振动和磁矩取向对系统的熵都有影响。在等温状态下,外部磁场会使物质磁化,分子磁矩趋于一致排列,减少了熵的贡献,释放热量。随后,若在绝热条件下移除磁场,磁矩恢复到无序排列,熵会增加。但由于整个过程是绝热的,系统的总熵不变。磁矩熵的增加是以点阵振动熵减少为代价的,这就导致了物质的冷却。因此,绝热去磁与绝热去极化都是获得低温的有效手段,可以达到接近0.001K的低温状态。


扩展资料

又称绝热去磁,磁热效应。绝热去磁是产生1K以下低温的一个有效方法,即磁冷却法。这是1926年德拜提出来的。在绝热过程中顺磁固体的温度随磁场的减小而下降。

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