Was ist Curie-Gesetz?

Das Curie-Gesetz wurde 1896 von Pierre Curie (1859- 1906) aufgestellt. Es beschreibt die Magnetisierbarkeit (magnetische Suszeptibilität) einer Materie in Abhängigkeit von der absoluten Temperatur, für den Fall, dass idealer Spin-Paramagnetismus vorliegt. Spin stammt hierbei aus dem englischen und bedeutet Drehung oder Drall. Ein Paramagnet ist zudem in der Lage, sich in einem externen Magnetfeld so zu magnetisieren, dass das Magnetfeld im Inneren des Magneten verstärkt wird.

Das Curie-Gesetz wird auf ein ideales System aus N Spin-1/2 Teilchen bezogen. Unter Ideal versteht man hierbei, dass der Zustand von Teilchen, in dem sie die geringste Energie aufweisen, thermisch isoliert ist. Weiterhin dürfen keine magnetischen Wechselwirkungen vorliegen, keine Spin-Bahn-Kopplung, kein Ligandenfeld-Effekt sowie keine magnetische Richtungsabhängigkeit.

Curie-Gesetz beschreibt die Magnetisierbarkeit

Ein solches Spin-1/2 Teilchen (ein rotierendes Elektron) verhält sich durch ein magnetisches Moment als magnetischer Dipol und befindet sich an einem äußeren Magnetfeld. Dieses wirkt sich richtend auf die Drehung (den Spin) des Teilchens aus. Das Teilchen kann entweder in Richtung des Feldes zeigen (energetisch günstig) oder entgegengesetzt dazu (energetisch ungünstig).

Dabei wirkt sich eine steigende Temperatur negativ auf die günstige Richtungsvariante aus. Die Magnetisierbarkeit hängt von der Menge der günstig ausgerichteten Spins ab und damit von der Temperatur. Damit ergibt sich das Curie-Gesetz, das die Curie-Konstante im Verhältnis zur Temperatur angibt.