ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
61
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
эффекта. К парамагнетикам относятся некоторые газы (кислород , азот),
металлы (алюминий, вольфрам, платина), щелочные и щелочноземельные
металлы.
В ферромагнетиках особенно сильно взаимодействие магнитных
моментов атомов между собой. В результате ниже определенной
температуры (она называется точкой Кюри ферромагнетика ) магнитные
Н = 0
Диамагнетик Парамагнетик Ферромагнетик
Н ≠ 0
Рис.1
61
У д иа м а гн ит н ых вещ еств су м м а рн ый м а гн ит н ый м ом ен т а том а
ра вен н у лю , т .к. им ею щ иеся в а том е орбит а ль н ые, сп ин овые и я д ерн ые
м а гн ит н ые м ом ен т ы вза им н о ком п ен сиру ю т ся . Од н а ко п од влия н ием
вн ешн его м а гн ит н ого п оля у эт их а т ом ов возн ика ет м а гн ит н ый м ом ен т ,
н а п ра влен н ый всегд а п рот ивоп олож н о этом у вн ешн ем у п олю (рис. 1). В
Н =0
Рис.1
Н ≠ 0
Д иа м а гн ет ик П а ра м а гн ет ик Ф ерром а гн ет ик
резу ль т а т е д иа м а гн ит н а я сред а н а м а гн ичива ет ся и созд а ет собствен н ое
м а гн ит н ое п оле, н а п ра влен н ое п рот ивоп олож н о вн ешн ем у п олю и п оэт ом у
осла бля ю щ ее его. Возн икшие м а гн ит н ые м ом ен т ы а том ов д иа м а гн ет иков
сох ра н я ю т ся д о т ех п ор, п ока су щ ест ву ет вн ешн ее м а гн ит н ое п оле. П ри
выклю чен ии этого п оля ин д у цирова н н ые м а гн ит н ые м ом ен т ы а т ом ов
исчеза ю т и д иа м а гн ет ики ра зм а гн ичива ю т ся . Н еобх од им о от м ет ит ь , чт о
д иа м а гн ит н ый эф ф ект п роисх од ит н еза висим о от т ем п ера т у ры вещ ества .
Д иа м а гн ит н ым и вещ ества м и я вля ю т ся висм у т , рт у ть , ф осф ор, сера , м ед ь ,
серебро, боль шин ст во орга н ических соед ин ен ий (в том числе вод а ).
У а т ом ов п а ра м а гн ит н ых вещ еств орбит а ль н ые, сп ин овые и я д ерн ые
м а гн ит н ые м ом ен т ы а том ов н е ком п ен сиру ю т д ру г д ру га . П оэт ом у а том ы
п а ра м а гн ет ика всегд а обла д а ю т м а гн ит н ым м ом ен том . Од н а ко а т ом н ые
м а гн ит н ые м ом ен т ы ра сп олож ен ы бесп оря д очн о и п оэт ом у в отсу т ст вии
вн ешн его м а гн ит н ого п оля п а ра м а гн ит н а я сред а в целом н е обн а ру ж ива ет
м а гн ит н ых свойств. Вн ешн ее м а гн ит н ое п оле п овора чива ет а том ы
п а ра м а гн ет ика т а к, что их м а гн ит н ые м ом ен т ы у ст а н а влива ю т ся
п реим у щ ест вен н о в н а п ра влен ии эт ого п оля . П ри эт ом п олн ой их
ориен т а ции в у ка за н н ом н а п ра влен ии п реп я т ст ву ет т еп ловое д виж ен ие
а т ом ов. В резу ль т а т е п а ра м а гн ет ик н а м а гн ичива ет ся и созд а ет собст вен н ое
м а гн ит н ое п оле, всегд а совп а д а ю щ ее п о н а п ра влен ию с вн ешн им и п от ом у
у силива ю щ ее его. П ри выклю чен ии вн ешн его м а гн ит н ого п оля т еп ловое
д виж ен ие а т ом ов ра зру ша ет ориен т а цию а т ом н ых м а гн ит н ых м ом ен т ов и
п а ра м а гн ет ик ра зм а гн ичива ет ся . П оэтом у с п овышен ием т ем п ера т у ры у эт их
вещ ест в н а м а гн ичен н ост ь у м ен ь ша ет ся . В п а ра м а гн ет ике, кон ечн о, им еет
м есто и д иа м а гн ит н ый эф ф ект - п оя влен ие ин д у цирова н н ых м а гн ит н ых
м ом ен тов, осла бля ю щ их вн ешн ее м а гн ит н ое п оле. Од н а ко зд есь
д иа м а гн ит н ый эф ф ект н е за м ет ен н а ф он е силь н ого п а ра м а гн ит н ого
эф ф ект а . К п а ра м а гн ет ика м от н ося т ся н екот орые га зы (кислород , а зот ),
м ет а ллы (а лю м ин ий, воль ф ра м , п ла т ин а ), щ елочн ые и щ елочн озем ель н ые
м ет а ллы.
В ф ерром а гн ет ика х особен н о силь н о вза им од ействие м а гн ит н ых
м ом ен тов а том ов м еж д у собой. В резу ль т а т е н иж е оп ред елен н ой
т ем п ера т у ры (он а н а зыва ет ся т очкой К ю ри ф ерром а гн ет ика ) м а гн ит н ые
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- …
- следующая ›
- последняя »
