キュリー・ワイスの法則

キュリー・ワイスの法則（キュリー・ワイス則、英: Curie–Weiss law）とは、強磁性や反強磁性のキュリー点以上の温度における磁化率の振る舞いを説明する法則である。ピエール・ワイス (Pierre Weiss) が1907年に発表した分子場理論により求めた。

キュリー・ワイスの法則は

${\displaystyle \chi ={\frac {C}{T-\theta _{p}}}}$

で表される。ここで

${\displaystyle \chi }$ は磁化率

C は物質固有のキュリー定数

T は物質の絶対温度（単位はケルビン）

${\displaystyle \theta _{p}}$ は常磁性キュリー温度（単位はケルビン）。

これは、常磁性体におけるキュリーの法則

${\displaystyle \chi ={\frac {C}{T}}}$

を拡張し、${\displaystyle \theta _{p}}$の分だけ平行移動させたものととらえることができる。

この${\displaystyle \theta _{p}}$は常磁性キュリー温度や漸近キュリー温度、漸近キュリー点などと呼ばれ、強磁性から反磁性へと転移する温度である強磁性キュリー温度T_cとはやや異なった値を示す。具体的には一般に、強磁性体では${\displaystyle \theta _{p}}$はT_cよりも少しだけ大きい値をとり、反強磁性体では負の温度となる。常磁性キュリー温度${\displaystyle \theta _{p}}$は、磁化率の逆数1/χのグラフを低温側に延長して、x軸と交わる (1/χ = 0) 温度として求めることができる。なお、強磁性体や反強磁性体では、強磁性キュリー温度やこれよりも低い温度においては、その物質は自発磁化を有し、キュリー・ワイスの法則は適用できない。

多くの物質（特に強磁性体）において、キュリー・ワイスの法則は常磁性キュリー温度付近の磁化率を説明することができない。これは、キュリー・ワイスの法則が平均場近似に基づいているためである。代わりに臨界指数${\displaystyle \gamma }$を用い、以下の式により臨界挙動を取り扱うことができる。

${\displaystyle \chi \sim {\frac {1}{(T-T_{c})^{\gamma }}}}$

しかし、${\displaystyle T\gg T_{c}}$の温度領域においてはキュリー・ワイスの法則が依然有効である。

強磁性体や強磁性体においては、その磁化率を測定し、キュリー・ワイスの法則よりキュリー定数などを求めることで分子磁場や磁気モーメントの大きさ、交換エネルギーなどを決定することができる。

強誘電体でも同様に

${\displaystyle \epsilon ={\frac {C}{T-T_{0}}}}$

が成り立っている。ここで

εは誘電率を

Tは物質の絶対温度（単位はケルビン）

T₀は常誘電性キュリー温度（単位はケルビン）。

一次相転移をする強誘電体は一般に、常誘電性キュリー温度T₀は強誘電性キュリー温度T_cよりも小さい (T_c > T₀)。 二次相転移をする場合は一致する(T_c = T₀)。

• キュリーの法則
• 常磁性

• Introduction to Solid State Physics 7th ed. (1996) by Charles Kittel