Процесс адиабатического размагничивания

Получение очень низких температур в лабораторных условиях осуществляется последовательным применением различных методов. Испарение жидкого гелия (т. кип. 4,2 К) при быстрой откачке дает температуры вплоть до 0,3 К. Более низкие температуры могут быть достигнуты путем адиабатического размагничивания. Парамагнитная (разд. 16.1) соль, например сульфат гадолиния, охлаждается жидким гелием в присутствии сильного магнитного поля. Соль термически изолируется от окружающей среды, и магнитное поле медленно снимается. В соли происходит обратимый адиабатический процесс, при котором атомные спины [c.73]

Изменение температуры в процессе адиабатического размагничивания определим из формулы (20) с учетом выражений (27) и (28) [c.28]

Опытом установлено, что адиабатическое размагничивание парамагнетиков сопровождается понижением температуры. Если намагнитить парамагнитное тело в области низких температур, а затем произвести процесс адиабатического размагничивания, то наблюдается значительное понижение температуры. [c.112]

В парамагнитных веществах работа системы против внешних сил (парамагнитное вещество втягивается в магнитное поле) совершается за счет внутренней энергии и поэтому сопровождается понижением температуры. Адиабатическое размагничивание парамагнитных веществ происходит так же, как и адиабатическое расширение газа. Охлаждаемый образец, помещенный в вакуумированный сосуд, намагничивается с помощью сильного магнитного поля, затем оно выключается, и в процессе адиабатического размагничивания температура образца понижается (см. раздел Глубокое охлаждение ). [c.22]

Процесс адиабатического размагничивания [c.119]

Далее газ, который окружает образец и находится с ним в тепловом контакте, откачивается и после этого производится выключение магнитного поля. В процессе адиабатического размагничивания энтропия и энергия магнитных ионов частично восстанавливаются (за счет энергии решетки) и температура соли заметно понижается. [c.119]

Фиг. 3.2. Т — 5-диаграмма для парамагнитной соли, иллюстрирующая процесс адиабатического размагничивания.

При использовании процесса адиабатического размагничивания все измерения в большинстве случаев производятся после того, как охлаждение рабочего объема закончилось. Во время измерений [c.122]

Многие экспериментаторы пользуются тем, что упругость пара гелия при температурах, достигаемых в процессе адиабатического размагничивания, ничтожно мала, и не откачивают теплообменный газ (см фиг 3 1.) Соль быстро размагничивается, и теплообменный гелии конденсируется на холодной соли [c.128]

МЫЙ адиабатический процесс является адиабатическим размагничиванием и давлению Р = О соответствует сила магнитного поля Я = 0. Эмпирическую шкалу определяют при помощи магнитной восприимчивости. [c.58]

Поскольку при адиабатическом размагничивании Яо->О и М О может показаться, что спиновая система приходит в состояние полного беспорядка, как в случае насыщения, и, следовательно, имеет бесконечную температуру. Но это не так,, поскольку энтропия системы неизменна, а это означает наличие порядка в системе. Правда, это уже не упорядоченность спинов по отношению к внешнему приложенному полю Но (упорядоченность зеемановской подсистемы), а определенный внутренний порядок взаимной ориентации спинов по отношению к локальным полям упорядоченность дипольной подсистемы). . Итак, после адиабатического размагничивания при Но = О получаем охлажденную упорядоченную дипольную подсистему спинов, которая будет постепенно нагреваться за счет процессов спин-решеточной релаксации, стремясь к тепловому равновесию с решеткой. [c.254]

В химии и химической технологии, как правило, используют низкие температуры в диапазоне от 270 до 120 К (умеренный холод) и сравнительно редко температуры ниже 120 К (глубокий холод). В лабораторных условиях для получения умеренного холода используют смеси льда с солями, кислотами или щелочами, в которых охлаждение достигается за счет плавления льда. Более низкие температуры порядка 200 К получают, применяя охлаждающие смеси твердой углекислоты (сухой лед) со спиртом или эфирами. Наконец, для получения низких и сверхнизких температур в технических масштабах используют процессы расширения сжатых газов, термоэлектрические явления или адиабатическое размагничивание, реализуемые в специальных холодильных ма- [c.115]

Наложение внешнего магнитного поля выводит образец из сверхпроводящего состояния. Требуемое магнитное поле значительно меньше, чем при адиабатическом размагничивании. Одной из трудностей осуществления процесса является то, что теплоемкость металлов в этой области температур очень мала. Метод оказывается наиболее рациональным в интервале 1—0,3° К хорошие результаты получены при использовании олова в качестве рабочего вещества. [c.33]

Рис. 4. Схематическое изображение процесса понижения температуры тел методом адиабатического размагничивания в случаях

Многие процессы, происходящие при низких температурах, требуют такой совершенной тепловой изоляции, какая не встречается в других областях ее применения. Например, в некоторых экспериментальных приборах, в которых посредством адиабатического размагничивания получались температуры около О,ОГК, образец весом 2,5 г был столь хорошо изолирован от окружающей среды, что подвод тепловой энергии к нему составлял только [c.166]

Одним из критериев при выборе физической величины, играющей роль координаты для данного взаимодействия, является ее постоянство при отсутствии этого взаимодействия. Следовательно, если принять, что температура есть тепловая координата, то нужно показать, что никакими иными путями, кроме теплообмена, нельзя добиться ее изменения. Между тем известно, что можно изменить температуру системы путем совершения адиабатических (без теплообмена) процессов. Например температура тела может быть изменена путем адиабатического расширения или сжатия, или путем адиабатического намагничивания или размагничивания и т. д. [c.20]

В отличие от кросс-поляризации по Хартманну — Хану при адиабатическом переносе нет необходимости согласовывать амплитуды РЧ-полей, что делает допуски на условия эксперимента менее критичными. Реально же осуществить заданное изменение амплитуд РЧ-поля трудно, особенно при использовании нелинейных усилителей мощности. В таком случае можно применить импульсный вариант адиабатического размагничивания, когда изменяется средняя напряженность РЧ-поля [4.297]. Кроме того, процесс адиабатического размагничивания можно заменить импульсной последовательностью Джинера — Бройкаерта [4.298], хотя и за счет некоторой потери чувствительности. [c.238]

И С ПОМОЩЬЮ сильного магнитного ПОЛЯ намагничивают затем магнитное поле выключают, и в процессе адиабатического размагничивания происходит понижение температуры образца в соответствии с закономерностями магнитокалорнческих явлений. [c.18]

В твердых телах адиабатический перенос поляризации между спинами двух сортов осуществим посредством адиабатического размагничивания и перемагничивания во вращающейся системе координат [4.145, 4.146]. По аналогии с начальным шагом в кросс-поляризации по Хартманну — Хану /-намагниченность сначала захватывается в силу эффекта спин-локинга вдоль РЧ-поля. Затем амплитуда РЧ-поля адиабатически медленно уменьшается до нуля, так что система постоянно находится около положения равновесия. Во время этого процесса теплоемкость С/ВЬ зеемановского взаимодействия уменьшается до нуля, а теплоемкость дипольного резервуара (С/ + Ся)В[ остается постоянной (Вь — эффективное локальное поле). Поэтому полная спиновая энтропия передается дипольному порядку. На последнем этапе амплитуда РЧ-поля, приложенного к [c.237]

Криостатом обычно называют аппарат, во внутреннем объеме которого поддерживается низкая температура для проведения измерений физических величин, обеспечения работы различных датчиков и приборов, а также для осуществления процессов при низких температурах. Криостат — это по существу термостат, предназначенный для тепловой стабилизации в области весьма низких температур. Криостаты чрезвычайно разнообразны по своему назначению и конструктивному выполнению, а также по величине заданного уровня температур. Нередко конструкция криостата совмещена с холодильной машиной, обеспечивающей низкотемпературный уровень. К таким системам, в частности, относятся микрокриогенные устройства, в которых охлаждаемый приемник инфракрасного излучения или квантовый усилитель помещен вместе с охлаждающи.м устройством (дроссельный микроохладитель и т. п.) в одной низкотемпературной камере. Криостаты для адиабатического размагничивания также наряду с исследуемым объектом включают источник охлаждения — парамагнитную соль. Многие другие типы криостатов используют внешние источники охлаждения — обычно сжиженные газы азот, водород, гелий. В некоторых типах криостатов температура должна все время поддерживаться постоянной с малы.ми допустимыми отклонениями. В других криостатах температура должна изменяться, обеспечивая ряд ее постоянных значений в заданном интервале. [c.231]