Дія на атом зовнішнього магнітного поля. Терема Лармора

Якби була можливість зорієнтувати в певному напрямі механічні моменти всіх атомів, то впорядкуються і магнітні моменти , тобто тіло намагнітиться. Дійсно якщо швидко обертати металевий циліндр, то він намагнічується. Атоми тіла можна розглядати як мініатюрні гіроскопи, вісь обертання яких орієнтується паралельно осі обертання циліндра.

2. Точними і надзвичайно складними дослідами було встановлено, що електрон крім руху по орбіті обертається ще і навколо своєї осі. Таке обертання властиве всім електронам, навіть вільним. Механічний момент кількості руху, зв’язаного з обертанням навколо осі називається спіном -_S. . Йому відповідає спіновий (власний) магнітний момент .

Спіновий магнітний момент саме розраховується як

. (5)

Ця величина характеризує магнетизм електрона і називається магнетон Бора.

Експериментально встановлено, що

, (6)

де - показує протилежність напрямків.

З формул (5) та (6)

де - постійна Планка, - приведена постійна Планка.

Як виявилося спін електрона в магнітному полі може орієнтуватись співнаправлено Н , або антинаправлено йому . Тобто в одному і тому ж енергетичному стані може знаходитись два електрони, спіни яких протилежні.

3. Ядро атома також має магнітний момент, величина якого залежить від структури ядра. Вимірювання показали, що магнітний момент ядра незначний і мало впливає на магнітний момент атому.

Розглянемо, що станеться, коли на електрон, що обертається по орбіті, діятиме зовнішнє магнітне поле. На замкнений струм у магнітному полі буде діяти пара сил. Напрям визначається по правилу лівою руки.

Існує теорема Лармора:

Дія магнітного поля на рухомий електрон полягає в накладанні на початковий рух рівномірного обертання навколо зовнішнього магнітного поля, тобто прецесії.

Þ Отже, зовнішнє магнітне поле не спричинює безпосередньо переорієнтування електронних орбіт, а тільки їх прецесію.

Однак, якщо є які-небудь причини, які гальмують прецесію, наприклад співудари з сусідніми атомами, то електронна орбіта поступово змінюватиме свою орієнтацію і прагнутиме зрештою встановиться так, щоб М момент орбіти був Н.

Атом у цілому є сукупність електронів і тому має магнітний і механічний моменти, які являють собою векторні суми моментів окремих електронів атома.

В залежності від типу речовини в зовнішньому полі атоми не прецесують, а об’єднуються в домени (феромагнетики); постійно прецесують (діамагнетики); спочатку прецесуватимуть, але потім під дією співударів, орієнтуватимуться в напрямку поля, внаслідок чого речовина набуде певного сумарного магнітного моменту, тобто намагнітиться (парамагнетики) В останніх двох випадках намагніченість не зберігається при вимкненні зовнішнього поля. В першому випадку - зберігається

Електрон на орбіті подібний до дзиґи і під дією пари сил як усяка дзиґа буде здійснювати прецесійний рух, тобто дістане додаткове рівномірне обертання. При цьому вектор (є також і Р_m) описуватиме конус навколо з декою кутовою швидкістю .

Величина кутової швидкості розраховується, як

Þ ,.

. (g – гіром. віднош.)

Важливо, що швидкість прецесії не залежить від кута a між напрямком та .

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Магнітний момент, створений орбітальним рухом одного електрона, буде	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.