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자성 재료

강자성체가 외부 자기장이 없어도 많은 자구로 나뉘는 주된 이유는 무엇인가?

  1. A이웃한 원자의 자기 모멘트를 평행으로 정렬시키려는 교환 상호작용의 에너지를 낮추기 위해
  2. B전체가 균일하게 자화되었을 때 표면에 나타나는 자극이 만드는 정자기 에너지(반자기장 에너지)를 낮추기 위해
  3. C퀴리 온도보다 아래에서도 열진동에 의해 원자의 자기 모멘트 방향이 제각각이 되기 때문
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정답: B. 전체가 균일하게 자화되었을 때 표면에 나타나는 자극이 만드는 정자기 에너지(반자기장 에너지)를 낮추기 위해

결정 전체가 한 방향으로 자화되면 표면에 큰 자극이 나타나고, 외부와 내부에 자기장(내부에서는 반자기장)이 생겨 큰 정자기 에너지를 가집니다. 방향이 다른 자구로 나뉘면 자극이 상쇄되어 이 에너지가 크게 낮아집니다. 한편 자구의 경계인 자벽에서는 모멘트가 조금씩 방향을 바꾸므로, 교환 에너지와 이방성 에너지만큼 에너지가 늘어납니다. 실제 자구의 크기는 둘의 균형으로 정해집니다. 교환 상호작용은 모든 모멘트를 정렬시키는 방향으로 작용하므로, 자구로 나뉘면 교환 에너지는 오히려 늘어납니다. 열진동으로 모멘트가 제각각이 되는 것은 퀴리 온도보다 위의 상자성 상태입니다.

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