磁壁とは

正解：A. 弱い磁界では主に磁壁の移動が起こり、強い磁界では磁区の中の磁化の回転が起こって飽和に近づく

消磁状態の強磁性体は、内部が磁化の向きの異なる多数の磁区に分かれていて、全体として磁化が打ち消し合っています。弱い磁界をかけると、磁界の向きに近い磁区が広がるように、磁区の境界である磁壁が移動して磁化が増えます。さらに磁界を強めると、残った磁区の中の磁化そのものが磁界の方向へ回転し、飽和磁化に近づきます。磁区の中では原子の磁気モーメントはすでにそろっているので、1つずつ独立に回転するのではありません。磁区の数が増えるのでもなく、有利な向きの磁区が大きくなります。磁壁が介在物や粒界に引っかかって動きにくいほど、保磁力は大きくなります。

正解：B. 全体が一様に磁化したときに表面に現れる磁極がつくる、静磁エネルギー(反磁界のエネルギー)を下げるため

結晶全体が一方向に磁化すると、表面に大きな磁極が現れ、外部と内部に磁界(内部では反磁界)ができて大きな静磁エネルギーをもちます。向きの異なる磁区に分かれると磁極が打ち消し合い、このエネルギーが大きく下がります。一方、磁区の境界の磁壁ではモーメントが少しずつ向きを変えるので、交換エネルギーと異方性エネルギーの分だけエネルギーが増えます。実際の磁区の大きさは両者の釣り合いで決まります。交換相互作用はすべてのモーメントをそろえる向きに働くので、磁区に分かれると交換エネルギーはむしろ増えます。熱振動でモーメントがばらばらになるのはキュリー温度より上の常磁性の状態です。