Gerluch. Zusarrmeenhang v. spontuner u. wahrer Magnetisierung usw. 20'3

Der Zusammenharzg uon spontaner und wahrer NagnetBsierung

mit dem Emissiomsuerm 6gen

Von WaZther GerZach

(Mit 1 Figur)

Nach den Messungen von Hagen und Rubens besteht fur die normalen Metalle die Beziehung

= 0,0365 . 1: zwischen Widerstand R und Emissionsvermogen E fur lange Wellen. Einige der bisher vorliegenden Messungen uber die Abhangigkeit des

Fig. 1. Widerstand R und Emissionsvermogen E als Funktion der Temperatur

Emissionsvermogens der ferromagnetischen Metalle Nickel und Eisen von der Temperatur zeigen im Bereich des Verschwindens der spontanen Magnetisierung einen anomalen Verlauf; da zu einer quantitativen Verbindung desselben mit der spontanen Magnetisierung sichere Messungen fehlten, habe. ich E. Low e neue Messungen iiber das Emissionsvermogen des blanken Nickels zwischen 100 und 450° C ausfuhren lassen. Die E, T-Kurven fur laage Wellen zeigen nun in der Tat die gleiche anomale Form wie die Widerstands- kurve R, T (Fig. 1). Letztere ist quantitativ so gedeutet worden, daB die Anomalie 6 R gegen eine ,,idealet' Kurve durch das Quadrat der spontanen Magnetisierung gegeben ist. Wie in einer ausfuhrlichen,

21 0 Annalen der Physik. 5 . Folge. Band 25. 1936

vor kurzem abgeschlossenen Arbeit gezeigt werden wird, gilt fur alle Nickelsorten die Beziehung

wenn rnit R, der (eventuell wegen eines Restwiderstandes korrigierte) beobachtete Widerstandswert bei Oo C und mit a. die spontane spe- zifische Magnetisierung bezeichnet wird.

Nimmt man an, da8 die Hagen-Rubenssche Beziehung auch in1 Bereich des k'erromagnetismus gilt, so muB die Anomalie des Emissionsvermogens mit der des Widerstandes zusammenhangen:

(3)

Hierin bedeutet Ebeob, das gemessene Emissionsvermogen bei den verschiedenen Temperaturen und Eideal eine ebenso wie beim Wider- stand extrapolierte (in Fig. 1 gestrichelte) Gerade unter Benutzung der Werte von 8 fur 400 und 450°, zwischen welchen Temperaturen die c, T-Kurve linear mit der Temperatur verlaufend gefunden wurde ; e0 ist das durch Extrapolation erhalterie Emissionsverniogen bei O o C.

I n der folgenden Tabelle sind die zur Prufung der Beziehung (3) erforderlichen Werte fur zwei Wellenlangen eingetragen. Die 6-Werte sind in relativem MaB gegeben (der Umrechnungsfaktor 2 . fallt bei der Berechnung von b heraus), fur - &ob. ist 8 8 (&ideal + 8beob.)

gesetzt.

T a b e l l e 1

100 160 200 250 300 310

100 150 200 250 300 310

2650 2400 2100 1650 1100 900

2650 2400 2100 1650 1100 900

= 2 4 p ; 49 42 35 26 16 13

= 8)7 p ;

80,5 72 63 48,5 30 25

E" = 98 287 305 323 342 363 368

Eg = 165 453 473 493 519 550 556

5,53 6,56 5,.59 b,61

5)54

5)02

5,44

5,65

5,50

5j1

5,56 5,48

Gerlach. Zusammenhang v. spontaner u. wahrer Magnetisierung usw. 21 1

Die Beziehung (3) ist also bei 24 und 8,7 - aber nicht mehr bei 6 p - erfullt'). b ist unabhangig von der Temperatur zwischen 100 und 310O. Oberhalb 310° bis zum sogenannten Curiepunkt und daruber hinaus bis zu 400° wachsen die b-Werte schnell an. Das gleiche zeigen aber auch die Widerstandsmessungen. Dies fuhrt, wie in kurzem gezeigt werden wird, zu einer neuen wichtigen Erkenntnis: daB namlich die spontane Magnetisierung2) ebensoweaig wie die ferromagnetis~hen~) Magnetisierungsvorgange am ,,Curie- punkt" verschwinden. Die magnetische Anomalie des Emissions- vermogens zeigt also ebenfalls, daB sich noch oberhalb des bisher aagenommenen Curiepunktes von - 350 bis zu - 400° der Ferro- magnetismus bemerkbar macht.

Der aus der Tabelle folgende Absolutwert von b = 5,5. lo-* ist etwas groBer als der aus den Widerstandsmessungen folgende. Die Gro8e 8s ist, nach der MeBgenauigkeit beurteilt, auf 2 O / / , un- sicher. Die gleiche Unsicherheit haben die 02-Werte. Dagegen kann die Genauigkeit von E~ (das im Quadrat eingeht) nicht an- gegeben vierden: ,es ist durch Extrapolation der E , T-Kurve erhalten unter der Annahme, daB die Kriimmung zwischen 200 und looo sich bis zu Oo fortsetzt. Es ist moglich, daI3 dieser Wert groBer ist als der wirkliche E,-Wert, so daB b kleiner wurde. Aber allein die Feststellung, daB die F , T-Kurve durch die gleiche GesetzmaBig- keit wie die R, T-Kurve und durch fast die gleiche Konstante b mit der spontanen magnetischen Energie verbunden ist , beweist , daB Widerstand und Emissionsvermogen in gleicher Weise durch die spontane Magnetisierang beeinf lupt werden.

Diese Folgerung wird noch erhgrtet durch die Beobachtnng, daB das Emissionsvermogen in der Umgebung des Curiepunktes von der wahren Magnetisierung abhangt : in einem starken Magnetfeld mid das Emissionsvermijgen des Nickels herabgesetzt, z. B. am ,,Curiepunkt" durch oin Feld von 4000 Gauss um 0,6°/o. Diese Verkleinerung d E ist mit der von E n g l e r t gemessenen Verkleinerung des Widerstandes durch wahre Magnetisierung innerhalb der MeB-

1) Dieses pliitzliche Aufhiiren der Gultigkeit der G1. (1) folgt auch aus den Messungen von R u b e n s an normalen Metallen. L)er niedrige b-Wert fur 1000 und 5,7 p durfte auch hieranf beruhen, daB R u b e n s bei tiefen Tempe- raturen ein fruheres Versagen der Formel (1) als bei hiiheren Temperaturen beobachtet.

3) W. G e r l a c h , erscheint in Ann. d. Phys. 3) G. S c h a rf f zeigt, daB sich bis zu 20° oberhalb des Curiepunktes noch

eine ferromagnetische und auBerdem zugabhangige Magnetisierung nachweisen liidt. (Vgl. Ann. d. Phys. [5] 26. S. 223. 1936.)

21 2 Annalen der Physik. 5. Folge. Band 25. 1936

genauigkeit von d 6, die im Mittel 0,l betragt, gemaB

des Emissionsvermogens

d s I d R -=--- (4) & 2 R

in Qbereinstimmung, wie Tab. 2 zeigt.

T a b e l l e 2

Feld in Oersted 1 beob. in O l 0 1 ber. nach (4) in O/@

2000 I -0,27 f 0,05 - 0,21 4000 -0,60 & 0,05 - 0,68

Uber die Ausfiihrung dieser Messungen und die einzelnen Er- gebnisse berichtet E. LG w e in der folgenden Arbeit.

Zusammenfaesung

1. Das Emissionsvermogen von Nickel zwischen 100 und 450° C zeigt qualitativ und iiahezu quantitativ die gleiche Beziehung zur Energie der spontanen Magnetisierung wie der elektrische Widerstand.

2. Das EmissionsvermGgen von Nickel wird durch wahre Magneti- sierung herabgesetzt.

Miinchen, Physikalisches Institut der Universitat, 26. No- vember 1935.

(Eingegangen 28. November 1935)