- •Федеральное агентство по образованию
- •Лист согласования и утверждения рабочей программы
- •1.2. Пояснительная записка
- •1.4. Государственные требования.
- •1.5. Содержание учебной дисциплины.
- •1. Определение скорости ультразвука в твердых телах (8 час)
- •2. Определение затухания ультразвука в твердых телах (8 час)
- •3. Определение удельной магнитной восприимчивости веществ (8 час)
- •4. Определение магнитной проницаемости ферритов (8 час)
- •5. Эффект Холла (8 час)
- •6. Определение времени спин-спиновой релаксации методом импульсного ямр (8 час)
- •7. Определение времени спин-спиновой релаксации методом импульсного якр (8 час)
- •1.6. Самостоятельная работа
- •1.7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины Список используемой литературы и средства обучения
- •1.9. Карта обеспеченности литературой
- •Лабораторная работа №1
- •Лабораторная работа №2
- •Лабораторная работа №3 Определение удельной магнитной восприимчивости веществ
- •Глава I. Диамагнетизм и парамагнетизм.
- •§1.1. Магнитные моменты электронов и атомов.
- •§1.2. Атом в магнитном поле. Диамагнетик.
- •§1.3. Парамагнетизм. Парамагнетики.
- •Приборы и оборудование
- •Выполнение работы
- •Лабораторная работа №4 Определение магнитной проницаемости ферритов
- •Введение
- •§2.1. Ферромагнитный порядок.
- •§2.2. Антиферромагнетики.
- •§2.3. Ферромагнитные домены.
- •Приборы и оборудование
- •Выполнение работы
- •Лабораторная работа №5
- •Лабораторная работа №6 Определение времени спин-спиновой релаксации методом импульсного ямр
- •Введение
- •§3.1. Ямр.
- •Приборы и оборудование
- •Выполнение работы
- •Лабораторная работа №7 Определение времени спин-спиновой релаксации методом импульсного якр
- •Введение
- •Приборы и оборудование
- •Выполнение работы
Глава I. Диамагнетизм и парамагнетизм.
Опр.Магнетизм это квантово механическое свойство, так как часто классическая система в состоянии теплового равновесия не может обладать магнитным моментом даже при наличии внешнего магнитного поля. (теорема Ван-Леевена), то есть если бы постоянная Планка обратилась в ноль, то магнетизма бы не было.
Происхождение магнитного момента свободного атома связано с тремя главными обстоятельствами:
наличие спина, которым обладают все электроны.
наличие у всех электронов орбитального момента количества движения, связанного с их движением вокруг ядра.
изменение орбитального момента при наложении внешнего магнитного поля.
Первые два обстоятельства приводят к образованию парамагнитной составляющей намагниченности, а третье к диамагнитной составляющей. У атомов с заполненными электронными оболочками спиновые орбитальные моменты равны нулю, возможен лишь индуцированный момент. Не равенство нулю спинового и орбитального моментов обычно связанно с незаполненными электронными оболочками.
Намагниченность определяется как магнитный момент единицы объема. А магнитная восприимчивость в единице объема равна:
(1.0)
Вещества с называются диамагнетиками, сназываются парамагнетиками (). С ядерными магнитными моментами связаны явления ядерного парамагнетизма.
§1.1. Магнитные моменты электронов и атомов.
При рассмотрении магнитного поля в веществе свойства среды учитываются формально с помощью магнитной проницаемости .
Известно, что все вещества помещенные в магнитное поле намагничиваются. Ампер выдвинул гипотезу, что в любом теле существуют молекулярные токи, обусловленные движением заряженных частиц (электронов) в атомах и молекулах.
Движение электрона по орбите эквивалентно круговому току, поэтому электрон обладает орбитальным моментом:
(4.1)
вектор нормали к контуру.
частота вращения электрона.
Векторперпендикулярен плоскости орбиты электрона, направление определяется по правилу «правого винта». С другой стороны, движущийся по орбите электрон обладает механическим моментом:
(4.2)
,
Направление также определяется по правилу «правого винта».– орбитальный механический момент электрона.
(4.3)
(4.4)
гиромагнитное отношение орбитальных моментов.
(4.4) справедливо для круговых и эллиптических орбит.
Электрон обладает еще собственным механическим моментом импульса или спином,, который является неотъемлемой частью электрона. Спину электрона соответствует собственный или спиновый магнитный момент:
(4.5)
гиромагнитное отношение гиромагнитных моментов.
Проекция на направлениеможет принимать два направления.
,,
является единицей магнитного момента электрона.
В общем случае:
Для атома магнитный момент будет равен:
(4.6)
– магнитный момент ядра.