10 • Transitions de phase (I)
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l’échelle macroscopique, l’aimantation est loin d’atteindre la valeur de saturation. Ceci
provient de ce que les moments magnétiques des domaines de Weiss ne sont pas tous
orientés dans la même direction. En appliquant un champ magnétique de plus en plus
intense, on observe une augmentation progressive de l’aimantation macroscopique qui a
deux origines indépendantes :
• Pour les champs faibles, le volume des domaines de Weiss ayant leur orientation dirigées dans le sens du champ magnétique augmente au détriment de ceux qui sont orientés
moins favorablement.
• Si le champ magnétique appliqué devient plus intense, il y a rotation des domaines de
Weiss qui prennent alors une configuration plus favorable en énergie.
Pour les cristaux, certaines directions sont plus facilement magnétisées que d’autres.
Cette préférence provient d’une stabilité énergétique accrue provenant d’interactions qui
conduisent à l’existence d’une énergie magnétocristalline ou énergie d’anisotropie.
Prenons le cas d’un cristal ferromagnétique et considérons deux domaines de Weiss
dont l’aimantation macroscopique est opposée. On constate qu’à l’interface il y a une
transition continue de l’aimantation d’une direction vers la direction opposée. Celle-ci
se produit sur quelques centaines de plans atomiques et la région concernée est appelée
paroi de Bloch.
Le diagramme de phase d’un matériau ferromagnétique typique est plus simple que
celui d’un fluide. Nous en donnons une illustration schématique dans la figure 4 où nous
l’avons représenté dans le plan associé au champ magnétique B et à la température T.
C’est simplement un segment de droite situé sur l’axe B = 0 qui, hormis le point C,
correspond à une transition de phase du premier ordre. Il se termine au point C, le point
critique de la transition. La transition de phase se produit à champ nul pour des raisons de symétrie du matériau ferromagnétique par rapport au sens du champ magnétique
appliqué.
B
0
T
T C
Figure 10.4
10.3 ORDRE DE LA TRANSITION DE PHASE
Il existe plusieurs classifications des transitions de phase. Elles conduisent au même
ordre dans la plupart des cas mais il peut néanmoins exister quelques différences. Nous
allons, dans cette section, donner quelques idées sur le sujet.
c
Dunod. La photocopie non autorisée est un délit.
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l’échelle macroscopique, l’aimantation est loin d’atteindre la valeur de saturation. Ceci
provient de ce que les moments magnétiques des domaines de Weiss ne sont pas tous
orientés dans la même direction. En appliquant un champ magnétique de plus en plus
intense, on observe une augmentation progressive de l’aimantation macroscopique qui a
deux origines indépendantes :
• Pour les champs faibles, le volume des domaines de Weiss ayant leur orientation dirigées dans le sens du champ magnétique augmente au détriment de ceux qui sont orientés
moins favorablement.
• Si le champ magnétique appliqué devient plus intense, il y a rotation des domaines de
Weiss qui prennent alors une configuration plus favorable en énergie.
Pour les cristaux, certaines directions sont plus facilement magnétisées que d’autres.
Cette préférence provient d’une stabilité énergétique accrue provenant d’interactions qui
conduisent à l’existence d’une énergie magnétocristalline ou énergie d’anisotropie.
Prenons le cas d’un cristal ferromagnétique et considérons deux domaines de Weiss
dont l’aimantation macroscopique est opposée. On constate qu’à l’interface il y a une
transition continue de l’aimantation d’une direction vers la direction opposée. Celle-ci
se produit sur quelques centaines de plans atomiques et la région concernée est appelée
paroi de Bloch.
Le diagramme de phase d’un matériau ferromagnétique typique est plus simple que
celui d’un fluide. Nous en donnons une illustration schématique dans la figure 4 où nous
l’avons représenté dans le plan associé au champ magnétique B et à la température T.
C’est simplement un segment de droite situé sur l’axe B = 0 qui, hormis le point C,
correspond à une transition de phase du premier ordre. Il se termine au point C, le point
critique de la transition. La transition de phase se produit à champ nul pour des raisons de symétrie du matériau ferromagnétique par rapport au sens du champ magnétique
appliqué.
B
0
T
T C
Figure 10.4
10.3 ORDRE DE LA TRANSITION DE PHASE
Il existe plusieurs classifications des transitions de phase. Elles conduisent au même
ordre dans la plupart des cas mais il peut néanmoins exister quelques différences. Nous
allons, dans cette section, donner quelques idées sur le sujet.
c
Dunod. La photocopie non autorisée est un délit.