37. Атом в магнитном поле.

Графическая иллюстрация. Круговая орбита электрона. Обозначены радиус, направление движения.

Электрон двигается по окружности, потому что сила Кулона уравновешивается центробежной силой.

При отсутствии магнитного поля электрон двигается по окружности. Wo – частота обращения электрона в отсутствии поля.

Поместим атом в магнитное поле и обозначим вектор напряженности.

На электрон действует сила Лоренца.

, которая также является центробежной.

Экспериментально доказано, что изменение частоты

Следовательно, изменяется и циклическая частота.

В случае, когда орбита образует угол с вектором напряженности, взаимодействие атома с полем носит более сложный характер. Pm будет вместе с орбитой вращаться относительно вектора напряженности магнитного поля с некоторой частотой (ларморова частота), так что угол между напряженностью и нормалью к орбите остается неизменным. Это приводит к движению по боковой поверхности конуса. Такое движение носит название прецессия.

Лармор сформулировал теорему: «Единственным результатом воздействия магнитного поля на орбиту электрона является прецессия орбиты и вектора магнитного момента вокруг оси, проходящей через ядро атома и совпадающей (параллельной) с вектором Н.

Опыты показали, что величина орбитального тока изменяется в сторону уменьшения. Вектор изменения направлен в противоположную сторону Pm.

Следовательно, атом, помещенный в магнитное поле, изменяется свой магнитный момент, создавая некоторые добавочные магнитные моменты, направленные против Н.

Если в атоме не 1 электрон,

Выражени справедливо для любого атома.

38. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики.

Диамагнетики – вещества, атомы или молекулы которых при отсутствии внешнего поля имеют дипольный момент, равный нулю. (инертные газы, благородные металлы, керамика)

В случае внесения этих веществ в магнитное поле эти вещества намагничиваются (вектор намагничивания).

(магнитная восприимчивость).

Парамагнетики – вещества, атомы которых в отсутствии поля имеют

(газы, кобальт, никель, ионы марганца и хрома).

Ферромагнетики.

Вейсс выдвинул гипотезу: всякий ферромагнетик способен самопроизвольно намагничиваться в интервале от 0 до некой критической температуры. При повышении способность исчезает.

Опыты показали: в отсутствии поля всякий магнетик в разряженном состоянии.

Самопроизвольно намагничиваются только отдельные части ферромагнетиков – домены (области с линейными размерами ). При этом в отсутствии поля они располагаются так, что их магнитные моменты направлены хаотичным образом, суммарный момент =0. полностью размагничен.

В таком случае режим насыщения – результат того, что при достижении напряженности, равной напряженности при насыщении, магнитные моменты оказываются ориентированы по внешнему магнитному полю. Дальнейшее увеличение поля – режим насыщения => изменения не происходит.

Графическая иллюстрация. Петля гистерезиса.

Ферромагнетики резко нагреваются, что служит дополнительным подтверждением трения.

Потери за 1 цикл перемагничивания пропорциональны (равны) площади кривой гистерезиса. Это говорит о том, что ферромагнетик с доменной системой – диссипативная система.

____

Для получения больших значений коэрцитивных сил (постоянные магниты) петля оказывается широкой.

Для получения больших значений магнитной проницаемости (ферриты) петля узкая.

Снять намагниченность в отсутствии поля можно нагреванием до температуры Кюри (когда исчезают магнитные свойства) или обычными механическими ударами).