Ориентировка - спин
Cтраница 1
Ориентировка спинов в каждом домене в одном направлении обеспечивается внутренней обменной ( электростатической) энергией. Самопроизвольное намагничение вещества сохраняется до критической температуры Кюри. Намагничивание ферромагнетика во внешнем магнитном поле происходит за счет увеличения объема доменов и ориентировки их магнитных моментов по полю. При определенном для каждого ферромагнетика значении поля его намагниченность достигает насыщения. Ферромагнитные свойства присущи железу, никелю, кобальту, редкоземельным элементам и сплавам последних. Ферромагнетиками являются магнетит, титаномагнетит, маггемит, пирротин, гематит, ильменит, ульво-шпинель, псевдобрукит и вюстит. [1]
Ориентировка спинов в каждом домене в одном направлении обеспечивается внутренней обменной ( электростатической) энергией. Самопроизвольное намагничение вещества сохраняется до критической температуры Кюри. Намагничивание ферромагнетика во внешнем магнитном поле происходит за счет увеличения объема доменов и ориентировки их магнитных моментов по полю. При определенном для каждого ферромагнетика значении поля его намагниченность достигает насыщения. Ферромагнитные свойства присущи железу, никелю, кобальту, редкоземельным элементам н сплавам последних. Ферромагнетиками являются магнетит, титаномагнетит, маггемит, пирротин, гематит, ильменит, ульво-пшинель, псевдобрукит и вюстит. [2]
Согласно принципу Паули, допустима лишь противоположная ориентировка спинов электронов. Волновые функции ( 52.22 б) - ( 52.22 г), описывающие ориентировку спина в одном и том же направлении, обращаются в нуль из-за обращения в нуль первого сомножителя. Волновая функция ( 52.22 а) не равна нулю и описывает противоположно ориентированные спины. Таким образом, при а b антисимметричные волновые функции правильно учитывают принцип Паули. [3]
Гсйзенберг ( 1927) показал, что чередование интепсивностей представляет эффект, спязанный с внутр. Молекулы с параллельной и антипараллельной ориентировкой спинов ядер ( орто - и парамолекулы) имеют различную симметрию волновых ф-ций электронов и, соответственно, различные наборы вращательных уровней. Вероятности переходов, сопровождающихся изменением типа молекулы, очень малы, и в спектрах наблюдаются чередующиеся линии, принадлежащие молекулам двух указанных типов. [4]
Намагничивание ферромагнетиков и ферримагнетиков связано с тем, что электроны обладают магнитным моментом, находящимся в определенном соотношении с их механическим моментом - спином. Намагничивание такого класса магнетиков связано с определенной ориентировкой спинов и поэтому называется спиновым. Объяснение спинового магнетизма выходит за рамки классической теории электричества и магнетизма и возможно лишь в рамках квантовой теории. Поэтому в данной книге описаны лишь наиболее важные свойства этого класса магнетиков без количественной теории. Вся излагаемая ниже теория магнитного поля в присутствии магнетиков относится лишь к диа - и парамагнетикам, если только не оговорено противное. [5]
Намагничивание ферромагнетиков связано с тем, что электроны обладают магнитным моментом, находящимся в определенном соотношении с их механическим моментом - спином. Описание намагничивания такого магнетика связано с определенной ориентировкой спинов и поэтому называется спиновым. К этому классу магнетиков будет приковано наше внимание в последующих разделах. [6]
 |
Характер намагничивания в антиферромагнетиках ( а и ферритах ( б ( схематически. [7] |
Силы обменного взаимодействия вызывают в ферромагнетиках параллельную ориентировку электронных спинов. Однако обменные силы зависят от структуры тела и поэтому характер вызываемой ими ориентировки спинов может быть различен. Оказывается, что существуют вещества, в которых также возникает сильная ориентировка электронных спинов, но, в отличие от ферромагнетиков, электронные спины ориентированы в них попарно ангпи-параллельно. [8]
Силы обменного взаимодействия вызывают в ферромагнетиках параллельную ориентировку электронных спинов. Однако обменные силы зависят от структуры тела, и поэтому характер вызываемой им ориентировки спинов может быть различен. [9]
Поэтому расщепление между син-глетными и триплетными уровнями имеет тот же порядок, что само расстояние между уровнями. Во-первых, энергия связи в результате ориентировки спинов электронов весьма значительна и имеет порядок энергии электрического взаимодействия зарядов электронов, а не порядок энергии взаимодействия магнитных моментов электронов, как это могло бы показаться с первого взгляда. Энергия взаимодействия магнитных моментов электронов мала по сравнению с обменной энергией взаимодействия электронов, связанной с ориентировкой спинов. Второй вывод касается возможности применения теории возмущений для расчета обменной и кулоновской энергий взаимодействия электронов. [10]
Поэтому расщепление между син-глетными и триплетными уровнями имеет тот же порядок, что само расстояние между уровнями. Во-первых, энергия связи в результате ориентировки спинов электронов весьма значительна и имеет порядок энергии электрического взаимодействия зарядов электронов, а не порядок энергии взаимодействия магнитных моментов электронов, как это могло бы показаться с первого взгляда. Энергия взаимодействия магнитных моментов электронов мала по сравнению с обменной энергией взаимодействия электронов, связанной с ориентировкой спинов. Второй вывод касается возможности применения теории возмущений для расчета обменной и кулоновской энергий взаимодействия электронов. [11]
Эти уровни нумеруются по возрастающим значениям энергии. В основном состоянии ядра нуклоны занимают все низшие уровни энергии без пропусков. Если один из нуклонов оказывается на более высоком уровне, то ядро будет иметь в спектре низших уровней одно вакантное место. Согласно принципу Паули, на каждом уровне для протонов находится только два протона с противоположно направленными спинами. На нейтронных уровнях могут находиться также два нейтрона с противоположными ориентировками спинов. Если уровни протонов и нейтронов совпадают, то на каждом из них могут находиться только четыре нуклона. [12]
Страницы: 1