Распространение волн в анизотропных средах. Аверина Л.И. - 20 стр.

UptoLike

Составители: 

20
стороны магнитного поля действует
момент силы
[
]
0
, HmT
=
. Спиновый
магнитный момент атома связан с его механическим моментом L известным из
квантовой механики соотношением
L
m
γ
=
, где me
0
µ
γ
=
- гиромагнитная
постоянная. Движение вектора L под действием момента T определяется урав-
нением
TL
=
dtd
.
Подставив в него выражения для L и T , найдём
[
]
0
, Hmm
γ
=
dtd .
Записав подобные уравнения для каждого магнитного атома в единичном объ-
ёме феррита и просуммировав их , получим уравнение движения вектора намаг-
ниченности феррита М :
[
]
0
, HMM
γ
=
dtd (4.1)
или в проекциях на координатные оси
.0 , ,
00
=
=
=
dtdMHMdtdMHMdtdM
zxyyx
γ
γ
Решения этих уравнений имеют вид
(
)
.cos , sin , sin
2
ααα
πωω
MMeMMeMM
z
tj
y
tj
x
HH
===
Таким образом, конец вектора М вращается по окружности (прецессирует) с
круговой частотой
0
H
H
γ
=
, называемой частотой ферромагнитного резо-
нанса. Если смотреть по направлению магнитного поля
0
H , то вращение век-
тора М происходит по часовой стрелке.
Уравнение (4.1) не учитывает взаимодействие магнитных атомов друг с
другом и кристаллической решёткой, поэтому угол прецессии
α
остаётся по-
стоянным. С учётом этого взаимодействия угол прецессии постепенно умень-
шается, и за время
(
)
с 1010
97
0
−= τ (время релаксации) магнитные моменты
всех атомов устанавливаются по направлению магнитного поля
0
H , т.е. феррит
намагничивается.
4.1 Тензор магнитной проницаемости феррита в постоянном
магнитном поле
Пусть в феррите наряду с постоянным действует переменное магнитное
поле
tj
et
ω
HH
&
= )( , причём
0
HH
m
<<
. Так как это поле воздействует на маг-
                                            20
сторо ны маг  нитно го п о ля действует мо мент силы T = [m , H 0 ]. С п ино вы й
маг нитны й мо ментато масвязан с ег   о механическим мо менто м L известны м из
квантово й механики со о тно ш ением m = −γL , г  де γ = µ 0 e m - ги ромагни т ная
п ост оянная. Д виж ение вектора L п о д действием мо мента T о п ределяется урав-
нением
                                     dL dt = T .

П о дставиввнег
              о вы раж ения для L и T, найдё м

                                        dm dt = −γ [m , H 0 ] .

Зап исав п о до бны е уравнения для каж до г
                                           о магнитно г
                                                      о ато ма в единично м о бъ-
ё ме ферритаи п ро суммиро вав их, п о лучим уравнение движ ения векторанамаг   -
ниченно сти ферритаМ :

                          dM dt = −γ [M , H 0 ]                                     (4.1)

или вп ро екц иях нако о рдинатны ео си

             dM x dt = −γM y H 0 , dM y dt = γM x H 0 , dM z dt = 0.

Реш ения этих уравнений имею твид

             M x = Msinα e jω H t , M y = Msinα e j (ω H t −π 2 ) , M z = Mcosα .

Т аким о бразо м, ко нец вектора М вращ ается п о о круж но сти (п рец ессирует) с
круг о во й часто то й ω H = γH 0 , назы ваемо й ч аст от ой ф ерромагни т ного резо-
нанса. Е сли смо треть п о нап равлению маг     нитно г о п о ля H 0 , то вращ ение век-
то раМ п ро исхо дитп о часо во й стрелке.
       У равнение (4.1) не учиты ваетвзаимо действие маг         нитны х атомо в другс
друг о м и кристаллическо й реш ё тко й, п о этомууг    о л п рец ессии α о стаё тся п о -
стоянны м. С учё том это г  о взаимо действия уг    о л п рец ессии п о степ енно умень-
                           (  −7     −9
                                        )
ш ается, и за время τ 0 = 10 − 10 с (время релаксац ии) маг             нитны е мо менты
всех ато мо в устанавливаю тся п о нап равлению маг      нитно г о п о ля H 0 , т.е. феррит
намаг  ничивается.

       4.1 Те н зо р м агн и тн о й пр о н и цае м о сти ф е р р и та в по сто я н н о м
                                м агн и тн о м по ле

       П усть в феррите нарядус п о стоянны м действуетп еременно е маг       нитно е
                     ω
п о ле H (t ) = H& e , п ричё м H m << H 0 . Т ак как это п о ле во здействуетна маг
                    j t
                                                                                    -