Cтраница 2
Рассматриваемая волна, распространяющаяся вдоль магнитного поля, имеет винтовую структуру. Направление вращения поляризации волны совпадает с направлением вращения электронов. [16]
Направление оси вращения в пространстве может быть задано внешним магнитным полем. Электромагнитное излучение в диапазоне высоких частот позволяет изменять направление вращения электрона. Сходными свойствами обладают и другие известные в настоящее время элементарные частицы, которых в общей сложности насчитывается примерно три сотни. Однако для фиксации и изменения их возможных состояний требуются иные способы воздействия. Микроскопические системы, начиная с атома водорода, состоящего из одного протона и одного электрона, и кончая неорганическими и органическими молекулами, в том числе молекулами белков, включающими десятки тысяч атомов, по понятным причинам характеризуются большим многообразием внутренних состояний, нежели отдельные частицы. [17]
Кроме заряда и массы электрон характеризуют моментом количества движения вокруг собственной оси и связанным с ним магнитным моментом. Вектор момента количества движения может быть параллелен или антипараллелен, в зависимости от направления вращения электрона, вектору орбитального момента. Это состояние электрона определяется четвертым квантовым числом s, которое называют спиновым или просто спином. Спин электрона равен половине величины постоянной Планка. [18]
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент ДМ. Так как о направлено параллельно полю [ ибо ti 0, см. уравнение (68.8) ], то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н право-винтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма. [19]
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент AM. Так как о направлено параллельно полю [ ибо г ] О, см. уравнение (68.8) 1, то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н правовинтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма. [20]
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент AM. Так как о направлено параллельно полю [ ибо т ] 0, см. уравнение (68.8) ], то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н право-винтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма. [21]
Благодаря этому вращению электронов диамагнитный атом приобретает некоторый магнитный момент ДМ. Так как о направлено параллельно полю [ ибо г) 0, см. уравнение (68.8) ], то направление добавочного вращения электронов составляет с вектором Н правовинтовую систему. Следовательно, направление добавочного тока AJ, эквивалентного этому прецессионному движению отрицательных электронов, составляет с вектором Н левовинтовую систему. В этом и заключается объяснение диамагнетизма. [22]
Таким образом, для одной электронной конфигурации возможны ( 2 L 1) состояний с различными ML. Различие в знаке ML ( например, ML 1 и ML - - 1) отражается только на направлении вращения электронов, но не на взаимодействии их с электрическим полем ядер. [23]
Согласно современной терминологии, волну называют право-поляризованной, если при ее распространении по направлению к наблюдателю конец электрического вектора вращается против часовой стрелки, а если он вращается по часовой стрелке, то волну называют левополяризованной. В случае, когда направление магнитного поля совпадает с направлением распространения и волна правополяризованная, конец электрического вектора вращается в направлении вращения электронов. Равенство tgp l соответствует правосторонней круговой поляризации, a tg ( 3 - 1 - левосторонней круговой поляризации. [24]
Явлением электромагнитной индукции объясняют диамагнитный эффект. Когда вещество попадает в магнитное поле, на каждый движущийся по орбите электрон начинает действовать сила Лоренца, которая увеличивает или уменьшает ( в зависимости от направления вращения электрона) центростремительную силу, действующую на электрон. Это приводит к изменению орбиты и частоты обращения электрона, что равносильно уменьшению или увеличению кругового тока, соответствующего движению электрона по орбите, причем получается, что круговые токи электронов усиливаются, если их магнитные поля направлены против внешнего поля, и уменьшаются, если они направлены по полю. [25]
Явлением электромагнитной индукции объясняют диамагнитный эффект. Когда вещество попадает в магнитное поле, на каждый движущийся по орбите электрон начинает действовать еила Лоренца, которая увеличивает или уменьшает ( в зависимости от направления вращения электрона) центростремительную силу, действующую на электрон. Это приводит к изменению орбиты и частоты обращения электрона, что равносильно уменьшению или увеличению кругового тока, соответствующего движению электрона по орбите, причем получается, что круговые токи электронов усиливаются, если их магнитные поля направлены против внешнего поля, и уменьшаются, если они направлены по полю. [26]
В зависимости от направления вращения электронов ( по часовой стрелке или против) спины различаются по знаку. [27]
Можем ли мы дать разумному существу из других миров объективное определение того, что отличает правое от левого. Используя описанный выше опыт, можно сказать ему так: Возьмите ядра кобальта 60, поместите их при соответствующих условиях в магнитное поле и посмотрите, куда летят электроны. Это направление вместе с направлением вращения электронов в проводах электромагнита образует то, что мы называем правым винтом. Но, может быть, это существо живет в антимире, состоит из античастиц, возьмет антикобальт и будет наблюдать не электроны, а антиэлектроны, и они будут лететь в другую сторону. И это существо не может знать, живем ли мы в мире или антимире. [28]
Как уже указывалось, движение электронов вокруг ядра атома является несьма сложным. Установлено, что электроны вращаются не только вокруг ядра атома, но и вокруг собственной оси: одни справа налево, другие слева направо. Вращение электрически заряженных частиц вокруг собственной оси создаст электрическое поле определенного направления, в зависимости от направления вращения электрона. [29]
Так как направленное движение электронов представляет собой электрический ток, а ток создает магнитное поле, то вращение по орбите, а также спин электрона создают магнитное поле. На рис. 111 - 28 показаны орбитальное движение и спин электрона, а также создаваемые этими движениями магнитные поля для простейшего атома вещества. При определении направления магнитного поля можно пользоваться правилом правой руки для катушки, но при этом следует помнить, что направление тока обратно направлению вращения электрона. [30]