42. Диамагнетики.

Диамагнетиками называются вещества, молекулы которых не обладают собственным магнитным моментом. Под действием внешнего магнитного поля в атомах и молекулах наводится (индуцируется) магнитный момент, направленный противоположно вектору индукции внешнего поля. Такое направление индуцированного магнитного момента приводит к тому, что диамагнетики выталкиваются из магнитного поля. Подчеркнем, что диамагнитный эффект присущ всем веществам без исключения, однако во многих случаях он маскируется другими более сильными магнитными явлениями. Диамагнетиками называются магнетики, атомы и молекулы которых изначально не обладают магнитными свойствами, а при помещении их в магнитное поле, величина поля в данной точке уменьшается. Это объясняется тем, что в магнитном поле частота вращения электронов в атоме отличается от частоты вращения при отсутствии магнитного поля. Уравнение движения электрона по орбитали вокруг ядра имеет вид , здесь - частота вращения электрона по орбитали без магнитного поля, r - радиус орбитали. Будем предполагать, что частоты незначительно отличаются, так, что - это дополнительная скорость вращения электрона, характеризуемая Ларморовой частотой. Имея в виду, что атом, в котором имеется вращающийся электрон, можно уподобить гироскопу, а электрон, вращающийся по орбитали, представляет собой электрический ток, можно записать уравнения которые представляют уравнения вращательного движения (прецессии) вектора момента импульса атома, вокруг направления магнитного поля с Ларморовой частотой. Прецессия момента импульса и связанного с ним магнитного момента приводят к тому, что магнитный момент и возникающая намагниченность направлены против направления внешнего магнитного поля – это явление называется диамагнетизмом. Намагниченность диамагнетика . Где - диамагнитная восприимчивость равна, здесь N- плотность атома, Z- зарядовое число атома,R- среднее расстояние от ядра - магнитная постоянная. Из равенства видно, что диамагнитная восприимчивость не зависит от температуры).

43. Парамагнетики.

Парамагнетики – это магнетики, у которых атомы и молекулы изначально обладают магнитными моментами. При помещении парамагнетика в магнитное поле магнитные моменты начинают прецессировать вокруг направления поля, и суммарное поле в этой точке магнетика увеличивается. Энергия магнитного момента во внешнем поле равна Используем соотношение для поляризованности полярных диэлектриков и заменим в нем P и P_m Возникающий при этом дополнительный магнитный момент (z-направление внешнего магнитного поля) . Тогда намагниченность равна , и парамагнитная восприимчивость записывается как, Отсюда видно, что последняя зависит от температуры, как 1/Т. Эту зависимость описывает закон Кюри-Вейсса где С и Т₀-константы.

44. Ферромагнетики.

Ф ерромагнетиками называются такие магнетики, магнитная проницаемость у которых достигает больших значений, зависит от внешнего магнитного поля, а также предыстории. Они обладают остаточной намагниченностью и могут быть постоянными магнитами. Ферромагнетики обладают свойством спонтанной намагниченности, когда под действием внутренних причин спины электронов стремятся ориентироваться в одном направлении. Так как магнетику энергетически невыгодно быть в целом намагниченным, он разбивается на домены, области, в которых магнитные моменты атомов и молекул направлены в одном направлении. При достижении определенной температуры ферромагнетик превращается в парамагнетик. Ферромагнетики обладают петлей гистерезиса, так как их магнитная проницаемость , зависит от внешнего поля. В антиферромагнетиках спины попарно антипараллельны, а в ферримагнетиках (ферритах), часть спинов ориентирована параллельно определенному направлению, а часть - антипараллельна ему.