Парамагнетизм и диамагнетизм

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru Парамагнитные свойства вещества объясняются наличием у атомов определенного магнитного момента. В отсутствии магнитного поля магнитные моменты атомов в парамагнетике вследствие теплового движения ориентированы совершенно беспорядочно. Поэтому магнитный момент тела, равный векторной сумме моментов отдельных атомов, близок к нулю, а, следовательно, тело не намагничено.

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru Во внешнем магнитном поле на каждый атом действует пара сил, стремящаяся установить магнитные моменты атомов параллельно полю. В результате этого внутри парамагнетика возникает упорядоченное расположение атомов и намагниченность Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru оказывается параллельным направлению индукции Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru , что характерно для парамагнетиков. Чем выше температура парамагнетика, тем сильнее тепловое движение атомов и, следовательно, тем слабее их ориентировка в данном поле, т.е. тем слабее намагничивание. Этим объясняется уменьшение магнитной восприимчивости парамагнетиков при нагревании.

Теория парамагнетизма была развита Ланжевеном. По нем, намагниченность парамагнетиков:

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru ,

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru ,

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru ,

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru при Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru имеет место насыщение. Магнитные моменты всех атомов выстроены по полю. При Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru , и Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru . Обычно Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru , и Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru . В слабом поле намагниченность изотропного магнетика пропорциональна магнитной индукции.

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru ,

Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru - закон Кюри, который получает в теории Ланжевена теоретическое обоснование, т.е. Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru пропорциональна Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru .

Объяснение диамагнетизма было дано впервые также Ланжевеном. Рассмотрим какую-либо электронную орбиту внутри атома и предположим, что в некоторый момент времени мы включили внешнее магнитное поле. Движение электрона изменится, а именно – возникнет ларморова прецессия, причем для случая движения электрона ( Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru ) вектор угловой скорости прецессии Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru будет направлен параллельно направлению поля Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru . Но вращение отрицательной частицы против часовой стрелки есть ток, текущий по часовой стрелке. При этом северная сторона тока будет расположена снизу, а южная – сверху, т.е. возникающий вследствие прецессии дополнительный магнитный момент орбиты будет соответствовать диполю, у которого южный конец обращен к южному полюсу магнита, а северный конец – к северному полюсу (диамагнитный эффект). Т.о., существование диамагнетизма вполне объясняется ларморовой прецессией. Теория диамагнетизма Ланжевена объясняет диамагнетизм не только качественно, но приводит и к правильному порядку величины магнитной восприимчивости.

Для диамагнетиков Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru , и Парамагнетизм и диамагнетизм - student2.ru , т.е. магнитная восприимчивость не зависит от температуры для диамагнетиков.

Наши рекомендации