Curie Sıcaklığı Nedir?

 Merhabalar, sayın okurlar. Curie sıcaklığı denince akıllara ilk Marie Curie geliyor olabilir ancak biz bugün eşi Pierre Curie’nin soyadını verdiği Curie sıcaklığı’ndan bahsedeceğiz. Pierre Curie fazla tanınmasa da yaptığı çalışmalar neticesinde  “Curie sıcaklığı” kavramını öğrenmemizi sağlamıştır. O zaman başlayalım neymiş bu Curie sıcaklığı?

Curie sıcaklığına çıkarılmış bir demir alaşımı numune

• Manyetiklik özelliği gösteren, mıknatıs tarafından çekilebilen maddeler “Ferromanyetik malzemeler” olarak adlandırılır. 
• Demir, Nikel, Kobalt elementleri benzeri kristal yapılara sahip malzemeler örnek gösterilebilir. Mıknatıs tarafından çekilmeyen malzemelere ise “Paramanyetik malzemeler” denir. 

Örnek verirsek, ferromanyetik malzeme olan saf demir, 770 °C’nin üstündeki bir sıcaklığa ısıtılırsa paramanyetik özellik gösterir. Ferromanyetik özelliğini yitirir ve mıknatıs tarafından çekilmez. Sıcaklığını 770 °C 'nin altına düşürürse ferromanyetik özelliğine geri döner ve mıknatıs tarafından tekrar çekilebilir hale gelir. Bu sıcaklık kritik sıcaklık olarak adlandırılır ve bütün ferromanyetik malzemelerin kendine has bir kritik sıcaklık değeri bulunur. 

Biz şu ana kadar bu sıcaklığın yükselmesi ve düşmesi halinde nelere sebebiyet verebileceğini anlattık. Peki neden sıcaklık değişiminde bu manyetiklik özelliğin değişmesi sonucunu alırız?

Bu konuya ferromanyetikliğin neden oluştuğunu açıklayarak girersek bizim için daha yapıcı olur. Ferromanyetik bir malzemenin içine baktığımızda içinde milyonlarca domain vardır. Her bir domain milyonlarca dipol moment içerir ve bu dipoller arasında kuantum mekaniksel etkileşmeler söz konusudur. Bu nedenle domain içindeki dipoller net bir mıknatıslanma oluşturacak şekilde aynı yönde yönelirler. Bu sebepten kaynaklı Ferromanyetikler manyetiktir. Paramanyetiklikte ise dipol yönlenmesi ayrı yönlere bakacak şekildedir. Bu yüzden paramanyetikler manyetik değildir.

Sol taraftaki şekilde yönlenmemiş dipoller Paramanyetiklik özelliğini gösteriyor, sağ taraftaki dipoller ise Ferromanyetiklik özelliğini gösteriyor.

Sıcaklık malzeme için her zaman ciddi bir faktör, bir değişkendir. Bir katı sıcaklığının arttırılmasıyla atomların termal titreşimlerinin de büyüklüğü artmaktadır. Atomik manyetik momentler serbestçe döndürülebilir hale gelir. Bu nedenle artan sıcaklık ile atomların artan termal hareketi, hizalanabilen herhangi bir momentin yönünü rastgele belirleme eğilimindedir.

Burada bu kadar anlattıktan sonra manyetiklik kaybını şöyle özetleyebiliriz;

Sıcaklık arttıkça malzemenin manyetik yönlenme düzeni bozulur dolayısıyla ferromanyetiklikten çıkar, paramanyetik olur. Sıcaklık düştükçe malzemenin manyetik yönlenme düzeni tekrardan düzene girer. Dolayısıyla malzeme paramanyetiklikten çıkar, ferromanyetikliğe geçiş yapar.

Curie sıcaklığını bize aydınlatarak insanlığa sunduğu için Pierre Curie’ye teşekkürü borç bilirim. Siz okurlarıma da iyi ve uzun sağlıklı günler dilerim.