Спецпрактикум по сверхвысоким частотам. Гусев Ю.А. - 98 стр.

UptoLike

Составители: 

Время релаксации при T
L
const имеет также измененное значение
HL
LH
L
CC
CC
+
=
α
τ
(52)
Впрочем, формулы (44)-(48) вполне применимы для температур, начиная от
температуры жидкого воздуха и выше, так как в этом случае С
L
>> C
Н
.
б) Термодинамическая теория И.Г. Шапошникова
Термодинамическая теория Казимира и Дю-Пре получила свое дальнейшее
уточнение и развитие в трудах И.Г.Шапошникова. Им было предложено
термодинамическое рассмотрение парамагнитного поглощения в слабых
постоянных полях (не превышающих по порядку величины амплитуды
переменного поля), обязанного спин-решеточной релаксации для случая
перпендикулярных и параллельных полей в предположении, что температура
спин-системы остается достаточно близкой к температуре решетки и что
амплитуда переменного поля достаточно мала. Было обнаружено, что частотная
зависимость поглощаемой энергии переменного поля дается и в случае
перпендикулярных, и в случае параллельных полей обычными дисперсионными
выражениями релаксационного типа со временем релаксации, не зависящим от
поля и обратно пропорциональным квадрату температуры
решетки. Что касается
зависимости от поля, то в случае перпендикулярного поля поглощенная энергия
пропорциональна четвертой степени амплитуды переменного поля, в случае
параллельного поля она представляется суммой двух членов, из которых один
пропорционален четвертой степени амплитуды переменного поля, а другой -
произведению квадрата амплитуды переменного поля и квадрата величины
постоянного поля.
До
сих пор при термодинамическом рассмотрении парамагнитной
релаксации учитывалась только спин-решеточная релаксация, то есть считалось,
что спин-система проходит через равновесные состояния. Естественно было
предположить, что именно этим и объясняется то обстоятельство, что
теоретические результаты не всегда совпадают с экспериментом: во-первых, в не
очень сильных постоянных полях (но все еще
больших по сравнению с
амплитудой переменного поля) при достаточно больших частотах
наблюдающееся на опыте парамагнитное поглощение для некоторых веществ
превышает даваемое теорией; во-вторых, теоретическое значение парамагнитного
поглощения в слабых постоянных полях H
h оказывается гораздо меньше, чем
экспериментальное.
Для термодинамического учета спин-спиновой релаксации, т.е. конечности
времени установления равновесия внутри спин-системы, нужно учесть то
обстоятельство, что: 1) спин-система проходит через неравновесные состояния.
Следовательно, для такого учета нужно исходить из неравновесных
термодинамических функций. Далее, 2) в каждый момент времени уже не будет
иметь
места равновесное уравнение состояний (закон Кюри, например, для
идеального парамагнетика). Поэтому уравнение для изменения намагниченности
    Время релаксации при TL ≠ const имеет также измененное значение

                                CH         CL
                         τL =        ⋅              (52)
                                α        CL + CH

    Впрочем, формулы (44)-(48) вполне применимы для температур, начиная от
температуры жидкого воздуха и выше, так как в этом случае СL >> CН.

               б) Термодинамическая теория И.Г. Шапошникова

    Термодинамическая теория Казимира и Дю-Пре получила свое дальнейшее
уточнение и развитие в трудах И.Г.Шапошникова. Им было предложено
термодинамическое рассмотрение парамагнитного поглощения в слабых
постоянных полях (не превышающих по порядку величины амплитуды
переменного поля), обязанного спин-решеточной релаксации для случая
перпендикулярных и параллельных полей в предположении, что температура
спин-системы остается достаточно близкой к температуре решетки и что
амплитуда переменного поля достаточно мала. Было обнаружено, что частотная
зависимость поглощаемой энергии переменного поля дается и в случае
перпендикулярных, и в случае параллельных полей обычными дисперсионными
выражениями релаксационного типа со временем релаксации, не зависящим от
поля и обратно пропорциональным квадрату температуры решетки. Что касается
зависимости от поля, то в случае перпендикулярного поля поглощенная энергия
пропорциональна четвертой степени амплитуды переменного поля, в случае
параллельного поля она представляется суммой двух членов, из которых один
пропорционален четвертой степени амплитуды переменного поля, а другой -
произведению квадрата амплитуды переменного поля и квадрата величины
постоянного поля.
    До сих пор при термодинамическом рассмотрении парамагнитной
релаксации учитывалась только спин-решеточная релаксация, то есть считалось,
что спин-система проходит через равновесные состояния. Естественно было
предположить, что именно этим и объясняется то обстоятельство, что
теоретические результаты не всегда совпадают с экспериментом: во-первых, в не
очень сильных постоянных полях (но все еще больших по сравнению с
амплитудой переменного поля) при достаточно больших частотах
наблюдающееся на опыте парамагнитное поглощение для некоторых веществ
превышает даваемое теорией; во-вторых, теоретическое значение парамагнитного
поглощения в слабых постоянных полях H ≤ h оказывается гораздо меньше, чем
экспериментальное.
    Для термодинамического учета спин-спиновой релаксации, т.е. конечности
времени установления равновесия внутри спин-системы, нужно учесть то
обстоятельство, что: 1) спин-система проходит через неравновесные состояния.
Следовательно, для такого учета нужно исходить из неравновесных
термодинамических функций. Далее, 2) в каждый момент времени уже не будет
иметь места равновесное уравнение состояний (закон Кюри, например, для
идеального парамагнетика). Поэтому уравнение для изменения намагниченности