L'équation d'état et le porteur élémentaire de magnétisme du nickel

Abstract

Dans l'introduction, on passe en revue les interprétations principales de l'aimantation à saturation et de la constante de Curie du nickel et on montre la nécessité, pour arriver à une conclusion définitive, d'interpréter dans son ensemble l'équation d'état magnétique du nickel. On propose ensuite un modèle de substance ferromagnétique, avec la loi de Lenz comme point de départ, qui permet un calcul complet de l'influence des fluctuations du champ moléculaire. Les propriétés du modèle sont comparées à celles du nickel, notamment la susceptibilité initiale (dans l'état paramagnétique), l'aimantation spontanée, la chaleur spécifique, etc... On apporte ensuite au modèle proposé quelques corrections suggérées par la mécanique quantique qui permettent d'interpréter quantitativement la loi d'approche à la saturation et le terme d'aimantation parasite de Weiss et Forrer. Dans une dernière partie, on rassemble les arguments en faveur de l'exactitude de la notion de fluctuations du champ moléculaire. L'ensemble de l'équation d'état magnétique du nickel suggère l'interprétation suivante qui s'adapte le mieux aux faits expérimentaux : les propriétés magnétiques du nickel sont dues à un nombre variable de porteurs de moment, possédant un spin résultant S = 1/2. Ce nombre est une fonction de l'aimantation. A la saturation, il y a 0,607 porteur par atome de nickel et aux aimantations faibles il y en a 0,867