Физика проводников и диэлектриков. Плотников В.П. - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Следует отметить, что часто в литературе, упоминая величину магнитных моментов, имеют в виду
их проекции на направление поля.
Во внешнем магнитном поле происходит упорядочение направлений векторов
mi
P
r
отдельных ато-
мов и молекул. Тогда макроскопически малый объем V
∆
магнетика приобретает некоторый суммарный
магнитный момент, то есть намагничивается. Количественной характеристикой данного процесса явля-
ется вектор намагничения или намагниченность – суммарный магнитный момент единицы объема
∑
=
∆
=
n
i
mi
P
V
M
1
1
rr
. (7.25)
7.2 ПРИРОДА ДИАМАГНЕТИЗМА. ПРЕЦЕССИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ
ОРБИТ. МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ ДИАМАГНЕТИКОВ
В диамагнетиках под действием внешнего магнитного поля
0
B
r
возникает намагниченность и внут-
ренне поле, направленное навстречу намагничивающему.
В их молекулах результирующие магнитные моменты (орбитальные и спиновые) равны нулю.
Диамагнетизм проявляется из-за изменения орбитального движения электронов под действием
внешнего поля. Он присущ всем без исключения веществам, но часто перекрывается более сильными
пара- и ферромагнетизмом.
К диамагнетикам относятся висмут, ртуть, сера, золото, серебро, медь, вода, большинство органи-
ческих материалов и др.
На рис. 7.1, а показано движение электрона вокруг ядра по орбите радиусом
r
без воздействия
внешнего магнитного поля. Линейная скорость электрона –
0
v , угловая скорость –
0
ω . В этом случае на
электрон со стороны ядра действует кулоновская сила притяжения, которая является центростреми-
тельной:
rm
r
mv
F
2
0
2
цс
ω== . (7.26)
При внесении диамагнетика во внешнее поле
0
B
r
, направленное
перпендикулярно плоскости орбиты (рис. 7.1, б), на электрон будет
действовать сила Лоренца величиной
0000Л
rBeBevF
ω
=
= , (7.27)
которая также направлена к центру орбиты.
В данном случае результирующая центростремительная сила
определяется суммой сил (7.26) и (7.27):
Лцс
FFF
+
=
или
00
2
0
2
rBermrm ω+ω=ω , (7.28)
откуда
(
)
00
2
0
2
rBemr ω=ω−ω . (7.29)
Разложив в выражении (7.29) разность квадратов, обозначив
(
)
L
ω
=
ω
−
ω
0
и приняв
()
00
2
ω
≈
ω
+
ω , по-
лучим
00
2
B
m
e
L
=ω−ω=ω , (7.30)
где −ω
L
Ларморова угловая частота (изменение угловой скорости вращения электрона под действием
внешнего магнитного поля). Это изменение одинаково для орбит различного радиуса.
Если направление внешнего
поля
0
B
r
не перпендикулярно плоскости
орбиты (рис. 7.2), то возникает
прецессия орбиты, то есть нормаль n
r
к
ее плоскости описывает конус
вокруг
0
B
r
. Угловая скорость прецессии
при этом определяется выраже- нием (7.30), т.е. в обоих случаях
происходит изменение угловой скорости вращения электрона.
Электрон кроме орбиты 1 приобретает дополнительное движение
n
r
0
B
r
1
2
L
ω
r
m
p
r
∆
v
r
∆
I
∆
2.7.Рис
m
p
r
Рис. 7.2
0
v
r
. 7.1
)
а
)
б
r
m
P
r
∆
цс
F
v
r
цс
F
0
B
r
л
F

Страницы