Cтраница 3
Катушка подвешивается так, чтобы в состоянии равновесия ее плоскость лежала в плоскости магнитного меридиана и при пропускании через нее тока отклонялась бы от этого положения. В центре катушки подвешивается очень маленький магнит, который под действием тока отклоняется в направлении, противоположном направлению отклонения катушки. [31]
На самом деле в растворах парамагнитных примесей в жидкостях, скажем в воде, ситуация усложнена тем, что взаимодействие между ядерными и электронными спинами не скалярное, как предполагалось выше, а дипольное. Такое взаимодействие существует между двумя маленькими магнитами. Можно показать, что оно разрешает не только флип-флопы между спинами, но еще ( с разной вероятностью) и флип-флипы и флип-стопы. [32]
![]() |
Зеемановские уровни протона. [33] |
В качестве простейшего примера выберем ядро водорода - протон. Другими словами, протон можно рассматривать, как маленький магнит с северным и южным полюсами. [34]
Отсюда был сделан вывод, что существует, вне всякого сомнения, два вида магнетизма, как и в случае электричества, с той лишь разницей, что они не могут свободно перемещаться и присутствуют в минимальных количествах вещества - молекулах - в равных долях. Таким образом, каждая молекула сама по себе является маленьким магнитом с северным и южным полюсами ( фиг. В ненамагниченном теле все элементарные магниты пребывают в полном хаосе. Намагничивание заключается в том, чтобы придать им одно и то же направление. [35]
Электронный парамагнитный резонанс ( ЭПР) используют для исследования строения молекул и особенно свободных радикалов. Наличие магнитного момента у электрона дает возможность рассматривать его как маленький магнит независимо от того, где находится неспаренный электрон-в атоме, ионе или молекуле. Придерживаясь упрощенной картины, можно сказать, что магнит ставится либо по полю, либо против поля. Очевидно, энергия этих двух положений, которые были бы равны друг другу, если бы поле отсутствовало, при наличии поля будут различны. Магнит, ориентированный по полю, имеет меньший запас энергии, чем магнит, ориентированный против поля. [36]
Электронный парамагнитный резонанс можно наблюдать, помещая в магнитное поле молекулы или ионы с одним или несколькими неспаренными электронами. Этот эффект легко понять, используя классические представления об электроне как о маленьком магните в поле большого магнита. [37]
![]() |
Диаграмма, показывающая относительное расположение энергетических подуровней атома в зависимости от порядкового номера элемента. [38] |
Известно, что движение электронов внутри проводника создает вокруг него магнитное поле. Наличие такого поля может быть легко обнаружено с помощью компаса, который сам представляет собой маленький магнит, свободно поворачивающийся в направлении, наиболее благоприятном для притяжения между противоположными магнитными полюсами ( такие полюса обычно называют северным и южным) его собственного и внешнего магнитных полей. [39]
Подведя учащихся к пониманию вида графического изображения скорости как прямой, сдвинутой относительно начала координат вдоль оси ординат на величину свободного члена ( в данном случае на величину начальной скорости тела), учитель приступил к построению графиков. С помощью заготовленных заранее полос из цветной яркой бумаги, накладываемых также с помощью маленьких магнитов на изображение системы координат, учитель строит графики скорости при различных ускорениях ( больше нуля, меньше нуля) и при заданной величине начальной скорости тела. На магнитной доске быстро и наглядно меняются графики. [40]
Эти поляризованные элементы действуют друг на друга так, как если бы они были маленькими магнитами, оси которых ориентированы в направлении, касательном к контурам. Период этой поляризации одинаков во всех электрических контурах. Бетти предполагает, что действие одного поляризованного элемента на другой, находящийся на некотором расстоянии, происходит не мгновенно, а через промежуток времени, пропорциональный расстоянию между элементами. Таким способом он получает выражения для действия одного электрического контура на другой, совпадающие с теми, которые нам известны как правильные. Однако Клаузиусив этом случае также подверг критике некоторые части математических вычислений, но в это мы здесь вдаваться не будем. [41]
Магнитные свойства появляются вследствие вращательного движения электронов, так как движущийся электрический заряд создает магнитное поле. При этом любая частица с неспаренным электроном ( атом, ион, свободный радикал) уподобляется маленькому магниту. Движение электрона в атоме по орбите вызывает появление орбитального магнитного момента, а спин электрона создает спиновый магнитный момент. В этой сложной системе магнитных моментов суммарный магнитный момент равен нулю, магнитные свойства вещества не проявляются. Но они начинают проявляться в постоянном магнитном поле. [42]
Движение подобного маятника, когда электрическая цепь катушки замкнута, заметно замедляется при прохождении через магнитное поле. Поэтому есть смысл попытаться найти крупный магнит, вместо того, чтобы проводить демонстрационный опыт с маленьким магнитом. Если электрическая цепь катушки разомкнута ( или магнит удален), то маятник колеблется свободно. [43]
Подобно тому как каждый изотоп любого элемента обладает определенный массой ядра и зарядом, так и большинство изотопов обладает ядерным моментом количества движения, или спином. Если изотоп имеет спин, отличный от нуля, то он благодаря своему электрическому заряду ( представляет собой маленький магнит. Если этот магнит подвергнуть действию постоянного магнитного поля, то его поведение будет аналогично поведению гироскопа в постоянном гравитационном поле: он начнет прецесшровать. Это означает, что ось его спина начнет вращаться вокруг направления действия поля. Частота этого вращения зависит от напряженности поля, момента количества движения и магнитного момента ядра. [44]
Легко дать пример такого наложения броуновских движений. Предположим, что замкнутый электрический проводник, сейчас нами рассмотренный, - окружность, и что в его центре подвешен маленький магнит. Электрическое броуновское движение возбудит броуновское движение магнита, которое, правда, нельзя будет наблюдать по причине размеров магнита, которые нельзя сделать достаточно малыми. Величина X2 относится здесь к импульсам, испытываемым магнитом от мгновенных токов, родящихся неправильным образом в цепи. С другой стороны, ш есть сопротивление, противопоставляемое его движению переменным магнитным полем, производимым токами индукции, возникающими в цепи от движения магнита. [45]