Практикум по курсу общей физики по специальности "Фармация". Миловидова С.Д - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

51
Геометрическая сумма орбитальных и спиновых магнитных моментов
электронов и собственного магнитного момента ядра образует магнитный
момент атома вещества .
У диамагнитных веществ суммарный магнитный момент атома равен
нулю , т.к . имеющиеся в атоме орбитальные, спиновые и ядерные
магнитные моменты взаимно компенсируются. Однако под влиянием
внешнего магнитного поля у этих атомов возникает магнитный момент,
направленный всегда противоположно этому внешнему полю (рис. 1). В
результате диамагнитная среда намагничивается и создает собственное
магнитное поле, направленное противоположно внешнему полю и поэтому
ослабляющее его. Возникшие магнитные моменты атомов диамагнетиков
сохраняются до тех пор , пока существует внешнее магнитное поле. При
выключении этого поля индуцированные магнитные моменты атомов
исчезают и диамагнетики размагничиваются . Необходимо отметить, что
диамагнитный эффект происходит независимо от температуры вещества .
Диамагнитными веществами являются висмут, ртуть , фосфор , сера , медь ,
серебро, большинство органических соединений (в том числе вода ).
У атомов парамагнитных веществ орбитальные, спиновые и ядерные
магнитные моменты атомов не компенсируют друг друга. Поэтому атомы
парамагнетика всегда обладают магнитным моментом . Однако атомные
магнитные моменты расположены беспорядочно и поэтому в отсутствии
внешнего магнитного поля парамагнитная среда в целом не обнаруживает
магнитных свойств. Внешнее магнитное поле поворачивает атомы
парамагнетика так, что их магнитные моменты устанавливаются
преимущественно в направлении этого поля. При этом полной их
ориентации в указанном направлении препятствует тепловое движение
атомов. В результате парамагнетик намагничивается и создает собственное
магнитное поле, всегда совпадающее по направлению с внешним и потому
усиливающее его. При выключении внешнего магнитного поля тепловое
движение атомов разрушает ориентацию атомных магнитных моментов и
парамагнетик размагничивается. Поэтому с повышением температуры у
этих веществ намагниченность уменьшается . В парамагнетике, конечно ,
имеет место и диамагнитный эффект - появление индуцированных
магнитных моментов, ослабляющих внешнее магнитное поле. Однако
здесь диамагнитный эффект не заметен на фоне сильного парамагнитного
Н = 0
Диамагнетик Парамагнетик Ферромагнетик
Н ≠ 0
Рис.1 
                                        51


Г еометрическ а я сумма орбита льны х и спиновы х ма гнитны х моментов
э лек тронов и собственного ма гнитного момента ядра обра з ует ма гнитны й
момента тома вещ ества .
       У диа ма гнитны х вещ еств сумма рны й магнитны й момента тома ра вен
нулю , т.к . имею щ иеся в а томе орбита льны е, спиновы е и ядерны е
ма гнитны е моменты вз а имно к омпенсирую тся. О дна к о под влиянием
внеш него ма гнитного поля у э тих а томов воз ник а ет ма гнитны й момент,
на пра вленны й всегда противоположно э тому внеш нему полю (рис. 1). В
рез ульта те диа ма гнитна я среда на ма гничива ется и соз да ет собственное
ма гнитное поле, на пра вленное противоположно внеш нему полю и поэ тому
осла бляю щ ее его. В оз ник ш ие ма гнитны е моменты а томов диа ма гнетик ов
сохра няю тся до тех пор, пок а сущ ествует внеш нее ма гнитное поле. П ри
вы к лю чении э того поля индуцирова нны е ма гнитны е моменты а томов
исчез а ю т и диа ма гнетик и ра з ма гничива ю тся. Н еобходимо отметить, что
диа ма гнитны й э ффек т происходит нез ависимо от темпера туры вещ ества.
Д иа ма гнитны ми вещ ествами являю тся висмут, ртуть, фосфор, сера , медь,
 Н =0

 Н ≠0


               Д иа ма гнетик   П ара магнетик   Ф ерромагнетик

                                     Рис.1
серебро, больш инство орга ническ их соединений (втом числе вода ).
       У а томов па ра ма гнитны х вещ еств орбита льны е, спиновы е и ядерны е
ма гнитны е моменты атомов не к омпенсирую т друг друга. П оэ тому а томы
па ра ма гнетик а всегда обла да ю т ма гнитны м моментом. О дна к о а томны е
ма гнитны е моменты ра сположены беспорядочно и поэ тому в отсутствии
внеш него ма гнитного поля пара магнитна я среда в целом не обна ружива ет
ма гнитны х свойств. В неш нее ма гнитное поле повора чива ет а томы
па ра ма гнетик а так , что их ма гнитны е моменты уста на влива ю тся
преимущ ественно в на пра влении этого поля. П ри э том полной их
ориента ции в ук а з а нном на пра влении препятствует тепловое движение
а томов. В рез ультате па ра ма гнетик на ма гничива ется и соз да етсобственное
ма гнитное поле, всегда совпа даю щ ее по на пра влению с внеш ним и потому
усилива ю щ ее его. П ри вы к лю чении внеш него ма гнитного поля тепловое
движение а томов ра з руш а ет ориента цию а томны х ма гнитны х моментов и
па ра ма гнетик ра з ма гничивается. П оэ тому с повы ш ением темпера туры у
э тих вещ еств на ма гниченность уменьш а ется. В па ра ма гнетик е, к онечно,
имеет место и диа ма гнитны й э ффек т - появление индуцирова нны х
ма гнитны х моментов, осла бляю щ их внеш нее ма гнитное поле. О дна к о
з десь диа ма гнитны й э ффек т не з а метенна фоне сильного па ра ма гнитного

Страницы