Cтраница 2
Возникновение обменной энергии и обменного взаимодействия связано с учетом тождественности частиц, с необходимостью описывать состояния системы функциями того или иного класса симметрии. В классической физике нет понятия о тождественности, поэтому не существует классических величин, аналогичных обменному интегралу. Однако наличие обменного взаимодействия не вызвано новыми фундаментальными силами природы, проявляющимися только в микромире. Между электронами в атоме гелия действуют известные силы электромагнитного происхождения. Но неразличимость частиц накладывает свой отпечаток на все явления в атоме, в том числе и на электрическое взаимодействие. Выявленная выше корреляция в движении частиц ( определяемом функцией состояния) и ориентации их спинов сказывается на величине энергии отталкивания. [16]
Таким образом, в непосредственной близости к поверхности раздела двойников ( х 0) магнитные моменты выстроены параллельно друг другу. Поскольку при этом возникает дополнительная энергия анизотропии, магнитные моменты при удалении от поверхности раздела двойников будут поворачиваться в направлении оси анизотропии. Из-за наличия неоднородного обменного взаимодействия такой поворот должен происходить плавно на расстоянии А. [17]
Для электронов со спинами вверх и вниз имеется J-резонанс на одной и той же энергии. Энергия этого резонанса частично определяется наличием обменного взаимодействия между резонансными состояниями с одинаковыми спинами. [18]
В [86] предсказывается еще один интересный эффект, связанный с величиной спина ядра: для ядер со спином больше 1 в полях с напряженностью g реЯ0 - Й / Л должно происходить изменение знака поляризации. В работах [56, 59] было уже показано, что даже для ядра со спином 1 / 2 в зависимости от напряженности магнитного поля знак эффекта ХПЯ может меняться. Однако, согласно [56, 59], смена знака поляризации возникает только при наличии обменного взаимодействия в РП, в то время как по [86] изменение знака поляризации не обусловлено обменным взаимодействием. [19]
Из соотношений (1.182) следует, что обменное взаимодействие в некоторых случаях играет решающую роль в появлении поляризации спинов. Действительно, в случае эквивалентных ядер, когда AIAZ, поляризация ядер появляется только при наличии обменного взаимодействия. [20]
Это - силы обменного взаимодействия, подчиняющиеся законам квантовой механики. Сущность обменных сил заключается в том, что электроны атомов, расположенных на достаточно близком расстоянии друг от друга, подчиняются принципу неразличимости тождественных частиц. Этот принцип не имеет аналога в классической механике и заключается в том, что невозможно определить, какой из электронов принадлежит одному атому, а какой другому. Величина энергии связи атомов за счет обменного эффекта определяется величиной интеграла обменной энергии, а знак этого интеграла определяет параллельность или антипараллельность спинов в системе электронов. Ферромагнетики имеют положительное значение В и величину обменного интеграла, достаточную для образования доменов. Вследствие такой зависимости интеграла обменной энергии от межатомных расстояний становится понятным, почему некоторые соединения марганца ( который не является ферромагнетиком, см. рис. 127) ферромагнитны. Введение в решетку марганца некоторых других элементов вызывает изменение межатомного расстояния, а следовательно, и В до величины, необходимой для образования доменов. Наличие обменного взаимодействия приводит к параллельной ориентации спиновых магнитных моментов электронов ферромагнетика. Однако область самопроизвольного намагничивания не может увеличиться настолько, чтобы весь объем образца представлял собой единый домен. Такая структура энергетически невыгодна, так как требует для своего образования значительно большей энергии, чем структуры, представленные на рис. 128, б-г. Процесс дробления доменов будет продолжаться до тех пор, пока энергия, необходимая для образования новых граничных слоев или внутренних поверхностей, отделяющих друг от друга противоположно намагниченные домены, не станет больше, чем уменьшение магнитного поля рассеяния, соответствующее дальнейшему дроблению. Размеры и формы замыкающих доменов ( 1 и 2 на рис. 128, г) определяются магнитной анизотропией ферромагнетика. Магнитные свойства кристаллов ферромагнетика неравнозначны по различным осям. Поэтому в кристалле существует паправление как легкого намагничивания, так и наиболее трудного. Замыкающие домены вынуждены не считаться с направлением легкого намагничивания и требуют для своего образования дополнительной энергии. Таким образом, реальный ферромагнетик состоит из большого числа ориентированных доменов. [21]