Спецпрактикум по сверхвысоким частотам. Гусев Ю.А. - 99 стр.

UptoLike

Составители: 

со временем нельзя получить дифференцированием по времени равновесного
уравнения состояния, а нужно искать из каких-либо общих соображений.
Такой учет спин-спиновой релаксации и был сделан И.Г.Шапошниковым. В
предположении достаточной малости изменения всех величин и малости спин-
спинового времени релаксации по сравнению с периодом переменного поля им
были даны
выражения для комплексной магнитной восприимчивости в виде:
[]
222
22
0
)()1(1
)1(1
ωττωττ
ωτ
χ
χ
SLSL
L
F
F
++
+
=
(53)
[]
222
322
0
)()1(1
)1()(
ωττωττ
ωττωττ
χ
χ
SLSL
SLSL
F
FF
++
++
=
(54)
Применение термодинамического метода тем более законно, чем меньше
состояния, через которые проходит система, отличаются от равновесных, т.е. чем
меньше
τ
S
, так что естественно считать, что эти формулы справедливы только в
области частот, удовлетворяющих условию ω
τ
S
<< 1. При τ
S
10
-9
сек это условие
выполняется для всех частот, используемых в опытах с параллельными полями.
Поэтому правые части (53) и (54) можно разложить по степеням ω
τ
S
и
ограничиться членами нулевого и первого порядков. Это дает:
ωτ
ωτ
ωτωτ
ωτ
ωτ
χ
χ
S
L
LL
L
L
FFF
222
33
22
22
0
)1(
)1(22
1
1
+
+
+
=
(55)
[
]
222
442222
22
0
)1(
)1()1(21
1
ωτ
ωτωτ
ωτ
ωτ
χ
χ
L
LL
L
L
FFFF
+
++
+
+
=
(56)
Члены этих выражений, не содержащие
τ
S
, совпадают со значениями χ′ и
χ″
, найденными Казимиром и Дю-Пре с учетом только спин-решеточной
релаксации; членами с
τ
S
учитывается роль спин-спиновой релаксации.
Выражения (55) и (56) можно специализировать для крайних случаев больших и
малых по сравнению с 1/
τ
L
частот. Получаем для ωτ
L
>>1:
=
L
S
F
F
τ
τ
χ
χ
2
1)1(
0
(57)
ωτ
ωτχ
χ
S
L
F
F
2
0
)1( +=
(58)
и для
1<<
L
ω
τ
:
со временем нельзя получить дифференцированием по времени равновесного
уравнения состояния, а нужно искать из каких-либо общих соображений.
    Такой учет спин-спиновой релаксации и был сделан И.Г.Шапошниковым. В
предположении достаточной малости изменения всех величин и малости спин-
спинового времени релаксации по сравнению с периодом переменного поля им
были даны выражения для комплексной магнитной восприимчивости в виде:

                        χ′             1 + (1 − F )τ L2ω 2
                           =
                        χ 0 [1 − (1 − F )τ Lτ S ω 2 ] + (τ L + τ S ) 2 ω 2
                                                                                (53)


                        χ ′′   ( Fτ L + τ S )ω + (1 − F ) 2τ L2τ S ω 3
                             =
                        χ 0 [1 − (1 − F )τ Lτ S ω 2 ] + (τ L + τ S ) 2 ω 2
                                                                                (54)


    Применение термодинамического метода тем более законно, чем меньше
состояния, через которые проходит система, отличаются от равновесных, т.е. чем
меньше τS, так что естественно считать, что эти формулы справедливы только в
области частот, удовлетворяющих условию ωτS << 1. При τS ≈ 10-9 сек это условие
выполняется для всех частот, используемых в опытах с параллельными полями.
Поэтому правые части (53) и (54) можно разложить по степеням ωτS и
ограничиться членами нулевого и первого порядков. Это дает:

                 χ′       Fτ L2ω 2 2τ Lω + 2 F (1 − F )τ L3ω 3
                    = 1−             −                         τ Sω                    (55)
                 χ0      1 + τ L2ω 2     (1 + τ L2ω 2 ) 2

            χ ′′   Fτ Lω      1 + [2(1 − F ) − F 2 ]τ L2ω 2 + (1 − F 2 )τ L4ω 4
                 =          +                                                             (56)
            χ 0 1 + τ L2ω 2                   (1 + τ L2ω 2 ) 2

    Члены этих выражений, не содержащие τS, совпадают со значениями χ′ и
χ″, найденными Казимиром и Дю-Пре с учетом только спин-решеточной
релаксации; членами с τS учитывается роль спин-спиновой релаксации.
Выражения (55) и (56) можно специализировать для крайних случаев больших и
малых по сравнению с 1/τL частот. Получаем для ωτL>>1:

                              χ′            ⎛ 2 Fτ S       ⎞
                                 = (1 − F )⎜⎜1 −           ⎟⎟           (57)
                              χ0            ⎝    τL         ⎠

                              χ ′′   F
                                   =   + (1 − F ) 2τ S ω                 (58)
                              χ 0 τ Lω

    и для ωτ L << 1 :