Способ измерения магнитной индукции в ферромагнетике Советский патент 1990 года по МПК G01R33/12 G01R33/02 

(46) 23. 1 1.90. Biori. № A3

(21)А300355/24-21

(22)01.09.87

(71)Объединенный институт ядерных исследований

(72)Е.Б. Докукин, Д.Л. Корнеев, В. Лёбнер (DD) и А.В. Петренко

(53)621.317(088.8)

(56)Чечерников В.И. Jaгнитныe измерения. П., Нзд-во МГУ, 1969.

Гуревич И.И. и Тарасов Л.В. Физика нейтронов низких энергий. М.: Наука, 1965, с. 69.

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ИН- ДУКЦШ1 В ФЕРРОМАП1ЕТИКЕ

(57)Изобретение относится к экспериментальной нейтронной физике и может быть использовано в исследованиях фарромагнетиков с помощью поляризованных нейтронов (Н). Способ позволяет определять величину магнитной индукции и направление магнитной индукции в малой (локальной) части исследуемого образца ферромагнетика. Способ заключается в том, что на образец ферромагнетика накладывают внешнее магнитное поле под некоторым углом, к направлению магнитной индукции внутри образца, пучок Н пропускают через исследуемую часть ферромагнетика. Определяют зависимость от длины волны Н величины поляризации прошедшего образец пучка Н. Из измеренной зависимости поляризации от длины волны Н судят о неличине и направлении магнитной индукции в локальной части образца, через которую проходит пучок Н. Размеры излучаемой части объема образца определяются поперечным сечением пучка Н, которое может достигать долей квадратного миллиметра. 1 ил.

с

(/)

Изобретение относится к экспериментальной нейтронной физике и может быть использовано в исследованиях ферромагнетиков с помощью поляризованных нейтронов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения средней по толщине величины и направления магнитной индукции в локальной части объема ферромагнетика.

Способ состоит в том, что на ферромагнитный образец накладывае тся внешнее магнитное поле, и образец размещается в пучке поляризованных тепловых нейтронов, пучок нейтронов 32-89

пропускают через исследуем по часть образца ферромагнетика, внешнее магнитное поле направляют под углом к плоскости образца и определяют зависимость величины поляризации про- шедшего пучка от длины волны нейтро- JHOB, а из измеренной зависимости поляризации судят о величине и направ- ленш индукции.

Так как вектор поляризации Р в падающем на образец пучке нейтронов направлен параллельно внешнему полю Н, то угол между В-магнитной индукцией в ферромагнетике и направлением падающей поляризаш«1 будет равен углу 9 между лекторами Н и В.

Сл

О СЛ

ьо

о

О)

3150

Па чертеже предстанлека схема измерений п соотостствии с настоящим ClIOCOflOM.

Здесь X, Y, Z - система координат связанная с нейтроном, где ось X рисунка напр/овлена перпе цу{кулярно плоскости рисунка, If,ц - внешнее магнитное поле, индукция в образце; §„ - падаюпщй нейтронный пупок с направлением поляризации одоль внешнего магнитного поля; Р -- анализируемая поляризация после ирокож- дения образца; 9 - угол между Н и i.

В прошедшем образец пучке нейтронов анализируется только коьшонента поляризации, параллельная внешнему полю Н (на чертеже это Pj, компонента нектора поляризации пучка нейтро- нов). В том случае, когда угол между направлением индукции В образца и 11аправлеш5ем внешнего поля Н есть угол © О, то для вектора Р нейтронного пучка, параллельного Ilgn , иозникает условие неадиабатического прохбждения границы образца

v/u) агп1- ,

t-де w; - ларморовская частота прецессии нейтрона; ,, - гиромагнитное отношение.

для нейтрона,

uJ,,- частота измененип Нсяправ- ления магнитного поля на границе образца. В результате вектор поляризации пучка сохраняет свое первоначальное направление в момент влета нейтронов в образец и образует угол 9 г; сектогом В. Б этом случае в образце, D силу ягуханиых начальных условий, вектор Р будет прецессировать вокруг вектора индукции В с лармо- ровской частотой жестко связанной с величиной вектора В

, Ги- 1в |

Время, в течение которого вектор Р прецессирует с частотой , , определяется временем пролетсТ нейтроном образца

t « d qvp/V,

где - толпрсна образца в направлении движения нейтрона; V,, - скорость нейтрона, связанная с дднишй волны

нейтрона соотношением , где К - размерная константа.

Из этого следует, что угол прецессии ч и)ц.Ь вектора F вокруг вектора В зависит от скорости (длины волны) 1ейтрона, т.е.

Ч «x,. IBI

Йэфф - 1

i ,t (1 толщина збразм.я,

Л - длина волны нейтронов. Таким обра зом на выходе и оГ ргзца зиачение 1оляриза1шн, параллег1ьной вектору II, описывается уравнением

Pj,(x) / cos 0 t in ©;T.os(K Гц 1BI- d . |) (1)

Поэтому экспериметальное измерение спектральной зависимости поляризации Р(Л) нейтронного пучка от длины волны нейтронов позволяет, с одной стороны, фактически измерить величины индукции через период прецессии, с другой стороны, определить направление индукции в образце относительно направления внешнего поля iT. Как видно из выражения (1), осциллирующая зависимость измеряемой поляризации прошедшего,образец пучка дает значение (d (В | периода в -шкапе длин волн нейтронов. Зная толщину образца dgcp, можно получить величину средней магнитной индукции в образце В. Среднее значение РХ/Л/ по периоду прецессии (см. 1) определяет )- спедний угол между направлением индукции в образце и вектором внешнего магнитного поля.

Тот факт, что сечение пучка нейтронов значительно меньше размеров просвечиваемого образца, позволяет изучать картину пространственного распределения магнитной индукции в образце. Интенсивность современных импульсных источников нейтронов позволяет использовать пучки нейтронов сечением Я 1 ммЧ

Формула изобретения Способ измерения магнитной индукции в ферромагнетике, заключающийся в наложении внешнего магнитного поля на ферромагнетик и облучении пучком поляризованных тепловых нейтронов, .отличающийся тем, что, с целью распшрения функи мональ- ных возможностей за счет обоспечения

измерения средней по толщине и направлению магнитной индукции в локальной части объема ферромагнетика, пучок нейтронов пропускают через исследуемую часть ферромагнетика, внешнее магнитное поле направляют

под углом к плоскости образца и onpf ,деляют зависимость величины поляризации прошедшего пучка от длины волны нейтронов, а по измеренной зависимости поляризации судят о неличине и. направлении индукции