Парамагнетик, внесенный в среду более сильного парамагнетика, ведет себя как диамагнетик. Диамагнетик, внесенный в среду более сильного диамагнетика, ведет себя как парамагнетик.

Если μ>>>1, μ Const - ферромагнетик.

1) диамагнетики μ < 1.

При отсутствии поля P_m = 0, а при внесении такого магнетика в поле возникает в нем Ларморова прецессия и наводится магнитный момент Р_орб, противоположный .

Намагниченность

N – концентрация атомов и z – число электронов в атоме

χ – восприимчивость ~ 10^-6

2. парамагнетики:

При отсутствии поля результирующий магнитный момент атомов или молекул P_m ≠ 0, но квантово-механическое взаимодействие электронов не проявляется

Природа диа- и парамегнетизма.

Электрон вращающийся вокруг ядра представляет собой псевдоток.

-

Магнитный момент вращающегося электрона

Связь магнитного момента и механического момента импульса

v

- гиромагнитное отношение

-у дельный заряд электрона.

Экспериментально в 1915 г. Эйнштейн и Гааз получили вдвое больше

Экспериментально гиромагнитное отношение было определено в 1915 г. Эйнштейном и Гаазом. В опытах Эйнштейна и Гааза железный стержень, подвешенный на тонкой упругой нити, помещался внутрь соленоида (рис. 3.3). На упругой нити было закреплено зеркальце, на которое направлялся луч света. При пропускании постоянного электрического тока в соленоиде создается магнитное поле, которое намагничивает железный стержень. В результате стержень начинал поворачиваться, причем направление вращения стержня изменялось при изменении тока в соленоиде (магнитного поля внутри соленоида). Одновременно со стержнем во вращение приходит зеркальце. Отраженный луч при повороте системы смещается по шкале, установленной для повышения чувствительности на достаточно большом расстоянии. При повороте зеркальца на угол луч отклоняется на удвоенный угол

Причина- Спин электрона – собственный механический момент импульса электрона

Для атома водорода:

Дж с

- магнетон Бора.

Прецессия электронных орбит во внешнем магнитном поле

 

e

α F_K

χ

B = 0

ω_L

 

 

Электрон, вращаясь по орбите, обладает орбитальным механическим моментом импульса и магнитным

Если , то направление векторов и не меняется. При внесении атома в магнитное поле на него действует вращающий момент.

,

возникает гироскопический эффект, и плоскость орбиты электрона не просто поворачивается перпендикулярно полю, а начинает совершать вращение так, что вектор магнитного момента описывает конус вокруг оси, которой является индукция магнитного поля.

 

но - II закон

тогда .

Аналогично

Но линейная скорость точки, вращающейся по окружности:

Сравнивая последние три формулы,

 

заключаем, что векторы и совершают вращение вокруг оси, параллельной с угловой скоростью .

Обосновал это движение в 1895 г. Лармор (1857-1942), и оно носит название прецессии Лармора.

Результатом действия магнитного поля на движение электрона в атоме является прецессия электронных орбит вокруг оси, параллельной индукции магнитного поля и проходящей через ядро, причем с угловой скоростью

.

Прецессия электронных орбит приводит к появлению дополнительного к орбитальному току

Этот ток создает индуцированный прецессионный магнитный момент, направленный против внешнего поля.

 

При внесении магнетика в магнитное поле в нем возникает ларморова прецессия и индуцируется прецессионный магнитный момент.

 

Диамагнетизм по Ланжевену.

При внесении магнетика во внешнее магнитное поле возникает Ларморова прецессия орбиты электрона и на условную скорость движения электрона ω₁ накладывается условная скорость прецессии ω₂. И соответственно появляются два магнитных момента

При ω₂ > ω₁ вектор намагничения направлен против ; магнетик является диамагнетиком.

Ларморову процессию испытывают в магнитном поле все электроны любого атома диамагнитная составляющяя. Атомы имеют суммарный магнитный момент парамагнетика составляющая. Но их взаимоотношение определяет суммарный магнитный момент.

Если магнитный момент атомов велик, то парамагнитные свойства преобладают и вещество оказывается парамагнетиком. Если магнитный момент мал, что преобладают диамагнитные свойства.