Ley de Curie
En un material paramagnético, la ley de Curie establece que la susceptibilidad magnética del material es inversamente proporcional a la temperatura.
Agregando la constante de proporcionalidad, se obtiene la siguiente ecuación:
{\displaystyle \chi _{\rm {m}}={\frac {C}{T}}}
siendo: La ley indica que los materiales paramagnéticos aumentan su magnetización directamente proporcional al campo aplicado, y son cada vez menos magnéticos al elevarse la temperatura.
La relación fue descubierta experimentalmente por Pierre Curie en 1896.
Sin embargo, la Ley sólo es aplicable a temperaturas elevadas o campos magnéticos débiles, ya que falla en la descripción del fenómeno cuando los momentos magnéticos se hallan alineados; es decir, cuando nos acercamos a la saturación magnética.
En este punto, la respuesta del campo magnético al campo aplicado deja de ser lineal.
Llegado al punto de saturación, la magnetización es la máxima posible y no crece más, independientemente de que se aumente el campo magnético o se reduzca la temperatura.
La ley de Curie-Weiss es una extensión de la ley de Curie para materiales ferromágneticos:
es la temperatura de Curie, en la cual presenta una singularidad.
{\displaystyle T , el material presenta una magnetización espontánea. Supóngase un sistema de N espines s=1/2 localizados en contacto con un foco térmico. Las energías posibles para un espín son: dónde B es el campo magnético, μ el momento magnético de un espín y μB es el magnetón de Bohr. La función de partición de uno de estos espines vendrá dado en la colectividad canónica por: = 2 cosh ( β Dado que los espines se han supuesto independientes, la función de partición total será la función de partición de un espín multiplicada N veces La entalpía libre de Gibbs vendrá dada por: ln ( 2 cosh β Aplicando que en un sistema magnético: {\displaystyle \chi _{\rm {m}}=-{\frac {\mu _{0}}{V}}\left({\frac {\partial ^{2}G}{\partial B^{2}}}\right)_{T}} donde se tiene que: s e c h Para el límite de altas temperaturas T tiende a infinito de modo que En ese límite realizando un desarrollo en serie de Taylor de la secante hiperbólica se tiene que: s e c h Para una derivación más general, ver ley de Brillouin.
