जैसे-जैसे तापमान क्यूरी तापमान (Curie temperature) तक बढ़ता है, लौह-चुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों की आपेक्ष

Question

जैसे-जैसे तापमान क्यूरी तापमान (Curie temperature) तक बढ़ता है, लौह-चुंबकीय (ferromagnetic) पदार्थों की आपेक्षित चुंबकशीलता (relative susceptibility)?

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A: बढ़ती है

Explanation & Concepts:
जैसे-जैसे तापमान क्यूरी तापमान ($T_c$) तक बढ़ता है, तापीय विक्षोभ डोमेन संरेखण (domain alignment) को कम करता है, जिससे लौह-चुंबकीय पदार्थों की चुंबकीय पारगम्यता और आपेक्षित चुंबकीय चुंबकशीलता ($\mu_r$) प्रारंभ में धीरे-धीरे बढ़ती है या संक्रमण के निकट क्यूरी-वाइज़ (Curie-Weiss) व्यवहार का पालन करती है, और $T_c$ से ऊपर तेजी से अनुचुंबकीय (paramagnetic) स्तर तक गिर जाती है। क्यूरी-वाइज़ नियम के अनुसार, $T_c$ से अधिक तापमान के लिए चुंबकशीलता $\mu_r - 1 = \frac{C}{T - T_c}$ द्वारा दी जाती है।

Working Principle: लौह-चुंबकीय पदार्थों में, स्वतः संरेखित चुंबकीय डोमेन विनिमय युग्मन (exchange coupling) द्वारा बंधे रहते हैं। जैसे-जैसे तापीय ऊर्जा बढ़ती है, लागू क्षेत्र के तहत प्रारंभ में डोमेन दीवारें अधिक आसानी से गति करती हैं, जिससे क्यूरी बिंदु तक पहुँचने से पहले चुंबकशीलता में प्रभावी वृद्धि होती है, जहाँ तापीय विक्षोभ पूरी तरह से दीर्घ-परासी लौह-चुंबकीय व्यवस्था को नष्ट कर देता है।

Key Formulas: $\chi_m = \frac{C}{T - T_c}$ — क्यूरी-वाइज़ नियम ($T > T_c$ के लिए); $\mu_r = 1 + \chi_m$ — आपेक्षित पारगम्यता और चुंबकीय चुंबकशीलता के बीच संबंध

Key Points: क्यूरी तापमान ($T_c$) से नीचे, तापीय विक्षोभ बाह्य क्षेत्र के तहत डोमेन संरेखण में सहायता करता है जिससे चुंबकीय चुंबकशीलता बढ़ती है।; क्यूरी तापमान ($T_c$) पर, लौह-चुंबकीय पदार्थ अनुचुंबकीय बनने के लिए एक अवस्था परिवर्तन (phase transition) से गुजरता है।; $T_c$ से ऊपर, क्यूरी-वाइज़ नियम का पालन करते हुए चुंबकशीलता तापमान के व्युत्क्रमानुपाती रूप से घटती है।

Additional Info: $T_c$ तक तापमान वृद्धि के लिए विकल्प B गलत है, हालांकि $T_c$ पार हो जाने पर चुंबकशीलता तेजी से घटती है।. विकल्प C गलत है क्योंकि चुंबकीय गुण तापमान पर अत्यधिक निर्भर होते हैं।. विकल्प D गलत है क्योंकि $T_c$ से ऊपर चुंबकशीलता कम और धनात्मक (अनुचुंबकीय) हो जाती है, शून्य नहीं।

Answer: A सही है — जैसे-जैसे तापमान क्यूरी तापमान तक बढ़ता है, लागू चुंबकीय क्षेत्र के तहत डोमेन गतिशीलता बढ़ती है, जिससे आपेक्षित चुंबकशीलता बढ़ती है।

Exam Tip: प्रतिस्पर्धी परीक्षाओं में, निर्दिष्ट सीमा पर ध्यान दें: 'क्यूरी तापमान तक' का अर्थ है कि चुंबकशीलता बढ़ती है, जबकि 'क्यूरी तापमान से ऊपर' यह क्यूरी-वाइज़ नियम का पालन करती है जहाँ चुंबकशीलता घटती है।

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Option B: घटती है

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Option C: स्थिर रहती है

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Option D: शून्य हो जाती है

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