Спиновые характеристики электрона

 

Электрон также неисчерпаем, как и атом!

Электрон вращается еще и вокруг собственной оси (- спины?!) спиновый или собственный момент им пульса

Если атом находится в среде, где отсутствует магнитное поле вектора l, P, то направление вдоль 1 прямой.

 

 

, где - спиновое гиромагнитное отношение

Спин может быть ориентирован в атоме только двумя способами, так что проекция вектора на направление равна либо , либо . Соответственно проекции P_S на ось равны .

Электрон также неисчерпаем как и атом!

Электрон вращается еще и вокруг собственной оси (- спины?!) спиновый или собственный момент импульса. Если атом находится в среде, где отсутствует магнитное поле то вектора L, P, направление вдоль одной прямой.

Момент пульса электрона в атоме

,

где

- спиновое гиромагнитное отношение

Спин может быть ориентирован в атоме только двумя способами, так что проекция вектора на направление равна либо , либо . Соответственно проекции P_S на ось равны .

Ферромагнетизм

 

Термин «ферримагнетизм» был введен Л. Неелем (1948) и происходит от слова «феррит» - названия большого класса окислов переходных элементов, в которых это явление было впервые обнаружено. Часто этим термином называют совокупность физических свойств веществ в указанном выше состоянии.

Вещества, которые обладают ферромагнетизмом, называют ферромагнетиками. Классическими твердыми ферромагнетиками являются металлы Fe, Ni, Co.

 

Особый класс магнетиков образуют вещества, способные обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля. Т.к. наиболее распространненый представитель – железо, поэтому они называются ферромагнетики.

1) μ ~ 10⁷

2) магнитный момент отдельного атома ферромагнитного материала имеет тот же порядок величины, что и у парамагнетика --- коллективный эффект

3) Г = в два раза больше, чем ожидаемое намагничивание ферромагнетиков обуславливается самопроизвольным упорядочиванием собственных магнитных моментов электронов (спиновых), но не магнитных моментов атомов в целом.

Диамагнитные и парамагнитные свойства объясняются наличием орбитального и прецессионного магнитного момента электрона, т.е. тому, что электрон движется по орбите и сама орбита прецессирует.

Спиновые моменты разных электронов взаимодействуют друг с другом, организуя, упорядочивая, электроны так, что их спиновые моменты соноправлены. Взаимодействие электронов между собой приводит к образованию макроструктур (доменов) – часть магнетика 10^-6-10^-4м в которой спиновые магнитные моменты электронов направлены в одну сторону.

Домены – области самопроизвольного спонтанного намагничивания.

В отсутствии внешнего поля магнитные моменты самих доменов направлены хаотично и ферромагнетик не имеет магнитного поля. При внесении во внешнее магнитное поле домены переориентируются (должно происходить изменение формы или объема). Затем «шустрые» домены поглощают другие, и ферромагнетик переходит в однодоменную структуру.

Разупорядочить доменную структуру намагниченного ферромагнетика можно его нагреванием, и температура, при которой разрушается доменная упорядоченность ферромагнетика называется точкой Кюри.

1928 г. Я.И. Френкель позднее Гейзенберг сильная ориентировка электронных спинов вызывается силами обменного взаимодействия.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М – разбиение ферромагнетика на домены происходит потому, что при образовании доменных структур энергия ферромагнетика уменьшается. Энергия меньше для тех доменов, у которых вектор намагничения образует с направлением поля острый угол, и больше в том случае, когда этот угол тупой смещение границ доменов, при котором объем доменов с меньшей энергией возрастает, а с большей уменьшается.

Свойства ферромагнетиков!!!

Правда, электрон так же неисчерпаем, как и атом.

1. Для ферромагнетиков значение магнитной проницаемости во много больше 1, в десятки тысяч раз, а в современных материалах и в 10⁶ что позволяет за счёт молекулярных токов усилить внешнее магнитное поле внутри магнетика.

Магнитным моментом отдельного атома ферромагнитного материала имеет такое же значение, как и магнитный момент отдельного атома парамагнетика. Ни орбитальное движение, ни Ларморова прецессия здесь ни причём.

3. Зависимость В от Н (В=f(H) ) для ферромагнетиков не является линейной, т.е. В=Const умноженная на Н, для ферромагнетиков не является постоянной, а в свою очередь зависит от Н.

Петля гистерезиса.