Физика проводников и диэлектриков. Плотников В.П. - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

nl ...,,2,1,0
=
(7.15)
( −n главное квантовое число).
Поэтому и орбитальный магнитный момент может принимать только дискретные значения. В соот-
ветствии с (7.13)
() ()
11
2
+µ=+−== llll
m
e
LГp
Bm
h
, (7.16)
где величина
24
10274,9
2
−
⋅==µ
m
e
B
h
, Дж/Тл, (7.17)
носит название магнетона Бора, принимаемого за единицу измерения магнитных моментов в атомных
системах.
Кроме орбитального магнитного момента
m
p электрон обладает и спиновым магнитным моментом
ms
p , связанным с наличием у него импульса
s
L , называемого спином.
В квантовой механике доказывается, что
2
3
h
=
s
L , (7.18)
а его проекция на направление некоторого внешнего поля, например, на направление вектора индукции
внешнего магнитного поля
B
r
, принимает только два значения:
2
h
±=
sB
L . (7.19)
Результаты опытов Штерна и Герлаха показали, что проекция спинового магнитного момента
msB
p
на направление B
r
по величине равна магнетону Бора
BmsB
p
µ
±
=
. (7.20)
С учетом (7.17) и (7.19) выражение (7.20) принимает вид
sBmsB
L
m
e
m
e
p −=±=
2
h
(7.21)
(минус учитывает отрицательный заряд электрона). Тогда гиромагнитное отношение собственных мо-
ментов электрона
m
e
L
p
Г
sB
msB
s
−== , (7.22)
т.е. в два раза больше, чем для орбитальных моментов. Данный факт оказался существенным при выяс-
нении природы ферромагнетизма.
Кроме электронов спином и спиновым магнитным моментом обладают и атомные ядра. Спин
ядер по порядку величины соответствует спину электрона. Но, так как масса ядра примерно в тысячу
раз больше массы электрона, то в соответствии с формулой (7.21) спиновый магнитный момента ядра
во столько же раз меньше, чем электронный, поэтому при обсуждении магнитных свойств веществ им
можно пренебречь.
Суммарный момент импульса атома находится векторным сложением орбитальных и спиновых
моментов импульса электронов (если не учитывать спины ядер).
Схема такого сложения была предложена в 1925 году Расселом и Саундерсом. В ней сначала нахо-
дится векторная сумма орбитальных моментов всех электронов, а затем спиновых. Полученные резуль-
тирующие векторы снова суммируются и дают общий момент импульса атома.
Последнему соответствует результирующий магнитный момент атома
(
)
1+µ−= JJgP
Bm
, (7.23)
проекции которого на направление поля B
r
равны
BJmB
gmP
µ
−
=
, (7.24)
где −J внутреннее квантовое число, определяющее численное значение суммарного момента импульса
и суммарного магнитного момента атома;
−
J
m магнитное квантовое число, определяющее проекции
указанных выше суммарных моментов на направление поля
B
r
;
−
g
фактор магнитного расщепления
Ланде.
Фактор Ланде учитывает отличие в значениях гиромагнитных отношений для спиновых моментов и
орбитальных. В частных случаях чисто орбитального и чисто спинового проявления магнитных явле-
ний соответственно
1=g
и
2
=
g
.

Страницы