Физические методы исследования. Часть 1. Бондарев Ю.М - 23 стр.

                                                   23
      - вомноги х металлах .
      П арамагнети зм обусловлен неспаренны ми э лек тронами , к оторы е назы ваю тся так
потому, что и х собственны й магни тны й момент (спи н) ни чем не уравновеш ен
(соответственно спи ны спаренны х э лек тронов направлены в проти воположны е стороны и
к омпенси рую т друг друга). В магни тном поле спи ны стремятся вы строи ться понаправлени ю
поля, уси ли вая его, х отя этот порядок и наруш ается х аоти ческ и м тепловы м дви жени ем.
П оэ томупонятно, чтопарамагни тная воспри и мчи вость зави си т от температуры - чем ни же
температура, тем вы ш е значени е χм. В простей ш ем случае это вы ражается зави си мостью ,
к оторая назы вается зак оном Кю ри :
                                          χ = C / T,                                          (13)
      гдеC = NAµэ 2/3k -к онстанта Кю ри , µэ - э ф ф ек ти вны й магни тны й момент атома.
      П ри заметном взаи модей стви и и онов — носи телей магни тногомомента междусобой и
с немагни тны ми и онами к ри сталли ческ ой реш ётк и магни тная воспри и мчи вость
парамагни тны х вещ еств подчи няется не зак ону Кю ри . Д ля э ти х случаев и спользуется
поправк а В ей са, а полученны й зак он назы вается зак оном Кю ри -В ей сса:
                                         χ = C / (T - ∆),                                     (14)
      где ∆- поправк а В ей сса (х арак тери зует взаи модей стви е магни тны х и онов междусобой
и сполем к ри сталли ческ ой реш ётк и ).
        С ледует отмени ть, что зак он Кю ри -В ей са в отли чи е от зак она Кю ри , и мею щ его
уни версальное значени е для определенны х и нтервалов полей и температур, не является столь
общ и м. М ожноли ш ь ск азать, чтов определенной области температур (не очень ни зк и х )
ф ормула данного зак она достаточно х орош о апрок си ми рует опы тную зави си мость
воспри и мчи вости от температуры . П ри болеени зк и х температурах (ни ж е ~70° К начи наю т
возни к ать ни зк отемпературны е магни тны е аномали и (к ри омагни тны е аномали и ), и
воспри и мчи вость обы чно начи нает возрастать медленнее с падени ем температуры чем это
следует поф ормуле.
      Зак он Кю ри опи сы вает парамагни тную си стему, в к оторой магни тное поле
способствует и х упорядочени ю , а тепловое дви жени е - препятствует этому. Зак он Кю ри
вы полняется в ш и рок ом и нтервале полей и температур. Этот ви д магни тной
воспри и мчи вости ещ е назы ваю т ори ентаци онны м парамагнети змом, так к ак егопри чи на -
ори ентаци я элементарны х магни тны х моментоввовнеш нем магни тном поле.
       М агни тны е свой ства э лек тронов в атоме можноопи сы вать двумя способами . В первом
способе счи тается, чтособственны й (спи новы й ) магни тны й момент э лек трона не ок азы вает
вли яни я на орби тальны й (обусловленны й дви жени ем э лек тронов вок руг ядра) момент и ли
наоборот. Т очнее, так ое взаи мное вли яни е есть всегда (спи н-орби тальное взаи модей стви е),
нодля 3d-и оновономало, и магни тны е свой ства можносдостаточной точностью опи сы вать
двумя к вантовы ми чи слами L (орби тальное) и S (спи новое). Д ля более тяжелы х атомовтак ое
при бли жени е станови тся непри емлемы м и вводи тся ещ е одно к вантовое чи сло полного
магни тного момента J, к оторое может при ни мать значени я от L+S до L-S. В ан-Ф лек
рассмотрел энергети ческ и е вк лады орби талей в зави си мости от вли яни я магни тного поля
(согласно к вантовомех ани ческ ой теори и возмущ ени й и х можно разложи ть в ряд и
сумми ровать):
                                     En = En(0) + HEn(1) + H2En(2),                           (14)

где H - напряженность магни тного поля и соответственно E(0) - вк лад, незави си мы й от
внеш негополя, E(1) - вк лад, прямопропорци ональны й полю , и т.д. П ри этом ок азалось, что
энерги я нулевого порядк а определяется спи н-орби тальны м взаи модей стви ем, важны м в
опи сани и х и ми ческ и х связей :
                                      E(0) = λLS ,                                       (15)

где λ - к онстанта спи н-орби тальноговзаи модей стви я.
      Энерги я первого порядк а (взаи модей стви я магни тного момента неспаренного
элек трона (µ=gβS) смагни тны м полем H) равна