Спецпрактикум по сверхвысоким частотам. Гусев Ю.А. - 90 стр.

UptoLike

Составители: 

Работа 10
КИНЕТИКА ЯВЛЕНИЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ
1. Феноменологическая теория магнитной релаксации
а) Термодинамическая теория Казимира и Дю-Пре
Впервые термодинамический "подход" к изучению явления парамагнитной
релаксации был сделан Казимиром и Дю-Пре в виде короткой "заметки о
термодинамической интерпретации явлений парамагнитной релаксации" в 1938г.
Термодинамическая теория дала хорошее объяснение этого явления и не менее
хорошее согласие с опытом. Впоследствии эта теория
была расширена Казимиром
и обсуждалась целым рядом других авторов.
Термодинамическая теория начинается с установления двух важных
понятий:
1) спин-системы,
2) системы колебаний решетки.
Под первой понимается совокупность магнитных ионов, под второй -
система тепловых колебаний кристаллической решетки. В соответствии с этим
парамагнитная соль рассматривается как состоящая из этих связанных между
собой
систем. Время установление термодинамического равновесия внутри
системы магнитных ионов, поглощающих энергию переменного магнитного поля
- это время релаксации спин-спинового равновесия
τ
S
. Время установления
термодинамического равновесия между системой магнитных ионов (спин-
системой) и системой колебаний кристаллической решетки - это время
релаксации спин-решеточного равновесия
τ
L
. Этими двумя временами релаксации
и определяются явления парамагнитной дисперсии и поглощения.
Далее, термодинамическая теория Казимира и Дю-Пре исходит из трех
основных предположений, которые заключаются в следующем.
1
0
. При наличии любых внешних магнитных полей Н
0
равновесие внутри
спин-системы (в равной мере и равновесие внутри системы тепловых колебаний
кристаллической решетки парамагнетика) устанавливается в очень малый
промежуток времени по сравнение со временем, необходимым для достижения
равновесия между спин-системой, с одной стороны, и системой колебаний - с
другой. Короче говоря, всегда имеет место неравенство
τ
L
>> τ
S
(1)
2
0
. В областях частот, где обнаруживается дисперсия в присутствии
постоянных параллельных магнитных полей, величина
τ
S
мала по сравнению с
периодом колебаний внешнего магнитного поля
h, т.е.
ω
τ
S
<< 1 (2)
                                 Работа № 10

                 КИНЕТИКА ЯВЛЕНИЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ

            1. Феноменологическая теория магнитной релаксации

                а) Термодинамическая теория Казимира и Дю-Пре

     Впервые термодинамический "подход" к изучению явления парамагнитной
релаксации был сделан Казимиром и Дю-Пре в виде короткой "заметки о
термодинамической интерпретации явлений парамагнитной релаксации" в 1938г.
Термодинамическая теория дала хорошее объяснение этого явления и не менее
хорошее согласие с опытом. Впоследствии эта теория была расширена Казимиром
и обсуждалась целым рядом других авторов.
     Термодинамическая теория начинается с установления двух важных
понятий:
     1) спин-системы,
     2) системы колебаний решетки.
     Под первой понимается совокупность магнитных ионов, под второй -
система тепловых колебаний кристаллической решетки. В соответствии с этим
парамагнитная соль рассматривается как состоящая из этих связанных между
собой систем. Время установление термодинамического равновесия внутри
системы магнитных ионов, поглощающих энергию переменного магнитного поля
- это время релаксации спин-спинового равновесия τS. Время установления
термодинамического равновесия между системой магнитных ионов (спин-
системой) и системой колебаний кристаллической решетки - это время
релаксации спин-решеточного равновесия τL. Этими двумя временами релаксации
и определяются явления парамагнитной дисперсии и поглощения.
     Далее, термодинамическая теория Казимира и Дю-Пре исходит из трех
основных предположений, которые заключаются в следующем.

    10. При наличии любых внешних магнитных полей Н0 равновесие внутри
спин-системы (в равной мере и равновесие внутри системы тепловых колебаний
кристаллической решетки парамагнетика) устанавливается в очень малый
промежуток времени по сравнение со временем, необходимым для достижения
равновесия между спин-системой, с одной стороны, и системой колебаний - с
другой. Короче говоря, всегда имеет место неравенство

                                τL >> τS    (1)

    20. В областях частот, где обнаруживается дисперсия в присутствии
постоянных параллельных магнитных полей, величина τS мала по сравнению с
периодом колебаний внешнего магнитного поля h, т.е.

                                ω τS << 1     (2)