Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 135

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 307 >> Следующая

IV.9.1. МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНОВ И АТОМОВ 487

5°. Объемная плотность энергии электромагнитного поля в изотропной среде, не обладающей ферромагнитными и сегнетоэлектрическими свойствами:

Ц0цН2 EE0E2 W = W^ + W = .

Глава 9 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

1. МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНОВ И АТОМОВ

1°. Магнитный момент электрона рт, связанный с движением электрона в атоме, называют орбитальным магнитным моментом электрона. Соответствующий механический момент импульса электрона L называют орбитальным моментом импульса электрона. Векторы рт и L пропорциональны друг другу и направлены Po взаимно противоположные стороны:

Pm = Yb.

где у — орбитальное магнитомеханическое (гиромагнитное)і отношение для электрона, равное

Здесь —е — заряд электрона, т — его масса.

2°. Вектор Pm орбитального магнитного момента атома равен сумме векторов pmi орбитальных магнитных моментов всех Z его электронов:

z

Pm= X Р™’

і = 1

где Z — порядковый номер атома в Периодической системе Менделеева.
488

IV.9. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Вектор орбитального момента импульса атома определяется аналогично:

і = 1

где Lj — орбитальный момент импульса ї-го электрона. Для атомных моментов Pm и La сохраняется соотношение

где у — гиромагнитное отношение (9.1).

3°. Однородное магнитное поле, в которое внесен атом, изменяет угловую скорость вращения его электронов вокруг ядра. Это изменение происходит в процессе нарастания того магнитного поля, в которое вносится атом, и является результатом возникновения индукционного вихревого электрического поля, действующего на электроны.

pa рт с угловой скоростью Лармора COi вокруг оси, проходящей через центр орбиты и параллельной вектору Н.

5°. Прецессия приводит к появлению дополнительного орбитального тока AZop6 и индуцированного орбитального электронного магнитного момента Apm, направленного в сторону, противоположную вектору Н:

Z

La = -E Li.

Pm = YLa.

H

4°. Если орбита электрона и вектор его орбитального момента рт расположены относительно вектора напряженности H магнитного поля, как указано на рис. IV.9.1, то совершается прецессионное движение орбиты и вектора рт вокруг направления H с угловой скоростью COi (лармороеа прецессия):

CO, = -

L 2 то

Рис. IV.9.1

Теорема Лармора: единственным результатом влияния магнитного поля на электронную орбиту является прецессия орбиты и векто-
IV.9.1. МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНОВ И АТОМОВ 489

где Sx — площадь проекции орбиты электрона на плоскость, перпендикулярную к направлению напряженности магнитного поля.

Общий индуцированный орбитальный момент атома APln равен

Z

APm= E ДР-’

і = 1

где Apmi — орбитальный наведенный магнитный момент электрона, Z — число электронов в атоме;

-CV0Z<S±>h_

4 Ttm

Здесь (Sx) — среднее значение площади Sx для всех Z электронов атома. В случае сферически симметричной

электронной оболочки атома (Sx) = ^ (г2), где (г2) —

среднее значение квадрата расстояния электрона до ядра атома. При этом условии, выполняющимся у атомов диамагнитных веществ, наведенный магнитный момент атома равен

н.

Gm

В классической теории магнетизма считается, что на векторы орбитальных магнитных моментов электронов атома и их моментов импульса не наложено никаких ограничений, кроме условия связи, приведенного в п.1°.

6°. В квантовой теории магнетизма существенно квантование орбитальных моментов импульса электронов в атомах и наличие у электрона собственного момента импульса. В стационарных состояниях электрона в атоме его орбитальный момент импульса L и связанный с ним магнитный момент рт принимают дискретные значения:

L = hjl(l+ 1) и рт = цБ Jf(JTT) ,

где I — орбитальное квантовое число, h = — — посто-

271

янная Планка, цБ = | у \h — магнетон Бора, | у | = —

гиромагнитное отношение.
490

IV 9 МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВА

Ориентация векторов L и рт во внешнем магнитном поле, вектор магнитной индукции которого направлен по оси Ог, должна удовлетворять условиям:

Lz = mh и pmz = ymh,

где т — магнитное квантовое число.

Спин электрона Ls и его спиновый магнитный момент pms пропорциональны друг другу и направлены во взаимно противоположные стороны:

Pms

где Ys = 2у — спиновое магнитомеханическое (гиромагнитное) отношение для электрона:

Во внешнем магнитном поле, направленном по оси Ог, возможны только две ориентации вектров Ls и Pms:

I) Lsz = +1 и pms г = -цБ;

2^sz=-! И Pms z =+Р-Б-

Принято говорить, что в первом случае «спин направлен по полю», а во втором — «спин направлен против поля». Модули спина и спинового магнитного момента электрона соответственно равны

Ls=hJ^TT) = ^ft и Pms=^lYsIft,

где s = і — спиновое квантовое число электрона.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ МАГНЕТИКОВ

1°. Магнетиками называют все среды, способные намагничиваться в магнитном поле, т. е. создавать собственное магнитное поле. По магнитным свойствам магнетики подразделяют на три основные группы: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed