- •Глава I. Теоретическая часть.
- •§1. Общие сведения из теории ферромагнетизма
- •Основные магнитные характеристики вещества в постоянном магнитном поле
- •Ферромагнетики
- •1.3. Аморфные ферромагнетики
- •1.4. Основные методы исследования магнитных свойств вещества.
- •§3. Методы исследования ферромагнитных веществ при насыщении
- •3.1. Индукционный метод Вейсса и Форрера
- •3.2. Индукционный метод Кондорского - Федотова.
- •3.3. Динамический метод Сексмита.
- •3.4. Измерение намагниченности маятниковым методом.
- •§4. Измерение намагниченности насыщения в тонких ферромагнитных плёнках
- •4.1. Общие сведения о тонких пленках.
- •Глава II. Практическая часть.
- •Описание установки.
- •Дополнительные устройства.
- •Ход работы.
- •Определение градиента магнитного поля.
- •Измерение магнитного объёма образца тонкой плёнки.
- •Компенсационный метод. Подбор тока, необходимого для возвращения системы в первоначальное положение при втягивании образца в межполюсное пространство.
- •Результаты измерений (намагниченность насыщения, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила)
- •Приложения
-
Измерение магнитного объёма образца тонкой плёнки.
На следующем этапе работы, проводилось измерение магнитного объёма пленки, который равен:
где S – площадь плёнки, d – её толщина.
Площадь измерялась на приборе для измерения площади тонких плёнок неправильной формы, а толщина – с помощью металлографического микроскопа.
С помощью прибора для измерения площади тонких плёнок неправильной формы была измерена площадь исследуемого образца: S=0,8
Толщина плёнки измерялась при помощи металлографического микроскопа. d=см.
-
Компенсационный метод. Подбор тока, необходимого для возвращения системы в первоначальное положение при втягивании образца в межполюсное пространство.
При включении питания электромагнита, трубка с образцом втягивается в межполюсное пространство электромагнита. Сила, действующая на образец:
Пропуская ток по рамке находящейся между полюсами постоянного магнита и присоеденённой к противоположному концу трубки подбираем i такое, чтобы система вернулась в первоначальное положение.
В результате i=
-
Результаты измерений (намагниченность насыщения, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила)
Подставляя значения измерений в 4.4 получим:
= 230 Г
Пользуясь результатами измерений, был построен график:
= 200 Г – остаточная намагниченность
= 130 э – коэрцитивная сила
= 2000 максимальная напряжённость
= 0,87 - прямоугольность
Глава Ш.
Применение установки в преподавании экспериментальной физики.
Уметь пробудить интерес ученика к предмету – одна из главных задач любого педагога. От этого во многом зависит успеваемость учащихся, стремление их к познавательной деятельности, саморазвитию и уровень воспитания. Пробуждение познавательного интереса – это лишь первый шаг на пути к воспитанию глубокой потребности к знаниям и развитию. Для обучения физики одним из самых эффективных способов развития познавательного интереса является эксперимент.
Школьный курс физики включает в себя некоторые элементы теории магнетизма, в частности «магнитная индукция» и «магнитные свойства вещества». Установка для измерения намагниченности насыщения тонких магнитных плёнок является хорошим инструментом для демонстрации таких явлений, как намагниченность вещества, индукционный ток и сила ампера, действующая на проводник с током.
Демонстрируя данные явления с помощью этого устройства, можно не только сформировать интерес учащихся к физике, но и реализовать ряд задач учебного, развивающего и воспитательного характера, а так же поспособствовать процессу формирования физических понятий.
Самостоятельная работа учащихся с данным устройством способствует развитию как определённых умений и навыков, так и качеств характера школьников.
Например, формируется умение работать с физическими приборами, терпеливость, пробуждается интерес к принципам работы электроприборов и физических явлений, на которых они основаны.
Данная установка может помочь в реализации принципа наглядности. Используя прибор с другими средствами наглядности, можно добиться хороших результатов в достижении учебных задач и целей.
Физический эксперимент плюс графики, формулы, расчёты и хорошо поставленная речь учителя формируют у учащихся ясное представление об изучаемых явлениях, способствуют лучшему пониманию предмета и запоминанию материала. В таких условиях детям легче увидеть связь между явлениями и функциональные зависимости между величинами. Формируется целостная картина мира, понимание того, что все процессы и явления в окружающем мире связаны между собой.
Заключение.
Итак, тонкие магнитные плёнки имеют большую научную и техническую ценность.
В данной работе были описаны основные сведения из теории ферромагнетизма, данные о тонких плёнках, их магнитных свойствах и о способах их измерения. Чтобы убедиться в верности теоретических данных, была собрана установка для измерения намагниченности тонких магнитных плёнок, основанная на баллистическом методе, проведён эксперимент, объектом исследования которого является образец тонкой аморфной ферромагнитной плёнки, и сделаны соответствующие расчёты.
С помощью установки для измерения намагниченности тонких магнитных плёнок можно реализовать не только научные, но и педагогические цели.