Гипотеза Ампера-Ампер высказал предположение, что молекулярный магнетизм является следствием того, что в молекулах текут круговые, вечные электрические токи.

По Амперу получалось, что, собственно говоря, магнетизм даже не существует как некое отдельное явление, что магнитное действие всегда вызывается электрическим током.

Ампер высказал очень проницательное соображение" Современная физика установила, что магнитные свойства вещества определяются движением электрически заряженных частиц, из которых состоят атомы. Согласно гипотезе Ампера, внутри молекул и атомов циркулируют элементарные электрические токи. Сейчас мы уже знаем, что эти токи представляют собой движение электронов по орбитам в атоме. Если плоскости, в которых циркулируют эти токи, расположены беспорядочно по отношению друг к другу вследствие теплового движения молекул, составляющих тело, то их взаимодействия взаимно компенсируются и никаких магнитных свойств тело не обнаруживает. И наоборот: если плоскости, в которых вращаются электроны, параллельны друг другу и направления нормалей к этим плоскостям совпадают, то такие вещества усиливают внешнее магнитное поле.

Вопрос 7

Гиромагни́тное отноше́ние (магнитомехани́ческое отноше́ние) — отношение дипольного магнитного момента элементарной частицы (или системы элементарных частиц) к её механическому моменту. Для различных состояний атомной системы гиромагнитное отношение определяется формулой:

где g — множитель Ланде, γ₀ — единица гиромагнитного отношения:

где e — элементарный заряд, m_e — масса электрона, с — скорость света.

Называют Гиромагнитным отношением. Гиромагнитным отноше-нием назы­вают также безразмерную величину

 Эйнштейн и де Гааз установили, что железный стержень, подвешенный в соленоиде в качестве сер­дечника, при намагничивании током, пропускаемым через соле­ноид, приобретает импульс вращения (рис. 256). Чтобы получить заметный эффект, Эйнштейн и де Гааз воспользовались явлением резонанса, производя периодическое перемагничивание переменным током с частотой, совпадающей с частотой собственных крутильных колебаний стержня *).

Эффект Эйнштейна и де Гааза объясняется следующим образом. При намагничивании оси элементарных магнитов — «электронных волчков» — ориентируются в направлении магнитного поля; геомет­рическая сумма импульсов вращения «электронных волчков» стано­вится отличной от нуля, а так как в начале опыта импульс вращения железного стержня (рассматриваемого как механическая система ато­мов) был равен нулю, то по закону сохранения импульса вращенияСуществование первого явления (вопр. 23) было доказано экспериментально Эйнштейном и де Хаазом, а второго - Барнетом. Опыт 1 : если намагнитить стержень из магнетика, то магнитные моменты электронов установятся по направлению поля, а механич. моменты - против. В результате суммарный механический момент эл-нов станет отличным от нуля. Момент импульса системы стержень-электроны должен остаться без изменений. Поэтому стержень преобретает момент импульса и следовательно приходит во вращение. Изменение направления намагниченности приведет к изменению направления вращения стержня. Опыт Эйнштейна и де Хааза осуществлялся следующим образом : тонкий железный стержень подвешивали на упругой нити и помещали внутрь соленоида. Закручивание нити при намагничивании стержня постоянным м.п. получалось весьма малым. Для усиления эффекта был применен метод резонанса - соленоид питался переменным током, частота к-рого подбиралась равной собственной частоте механич. колебаний системы.

Опыт 2 : если установить гироскоп, закрепленный в карданном подвесе, на диск центробежной машины и привести ее во вращение, то ось гироскопа установится по вертикали, причем так, что направление вращения гироскопа совпадет с направлением вращения диска. При изменении направления вращения центробежной машины ось гироскопа поварачивается на 180 градусов, т.е. так чтобы направления обоих вращений снова совпали. Барнет приводил железный стержень в очень быстрое вращение вокруг его оси и измерял возникающее при этом намагничивание. Из результатов этого опыта Барнет получил для магнитомеханического отношения величину, в два раза превышающую значение -e/2m (т.к. кроме орбитальных моментов, эл-н обладает собственными механич. Ms и магнитным Pms моментами, для к-рых магнитомеханическое отношение равно -e/2m, т.е. соотв. опыту)

 В 1921 г. Штерн и Герлах провели опыт, в котором было доказано наличие у атомов магнитного момента, дискретно ориентирующегося относительно внешнего магнитного поля. Опыт основан на отклонении атомарного пучка в неоднородном магнитном поле. В сосуд, из которого выкачан воздух, при нагревании испаряется серебро. Узкий пучок атомов серебра проходит через неоднородное магнитное поле. Попадая на пластинку, атомы оседают. Сила, отклоняющая атомарный пучок от прямолинейного движения, Бор в течение более тридцати лет многократно возвращался к оценке значения опытов Штерна и Герлаха для атомной физики. Так, И декабря 1922 г. в речи, произнесенной в Стокгольме при вручении ему Нобелевской премии, Бор сказал: «В это же самое время Зоммерфельд и Дебай (1917) объяснили основные черты эффекта Зеемана для линий водорода. В этом случае применение постулатов привело к заключению, что допустимы только вполне определенные ориентации атома относительно магнитного поля. Это своеобразное следствие квантовой теории получило недавно наиболее прямое подтверждение в прекрасном опыте Штерна и Герлаха по отклонению быстро движущихся атомов серебра в неоднородном магнитном поле». Поскольку во время опыта атомы находились в основном состоянии с орбитальным моментом, равным нулю, то необходимо было признать существование спина, т. е. собственного момента электрона. Опыты Эйнштейна — де Гааза позволили определить отношение магнитного момента магнитиков М к их механическому моменту L В 1909 г. Барнет приводил железные стержни в быстрое вращение и вызывал этим их намагничение. При вращении в обратную сторону происходили пиромагничивание.

В физике ларморовская прецессия — это прецессия магнитного момента электронов, атомного ядра и атомов вокруг вектора внешнего магнитного поля. Прецессия — явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве под действием момента внешней силы. Как известно» индукция магнитного поля в веществе может усиливаться или ослабляться по сравнению с вакуумом. В первом случае вещество называют парамагнетиком, во втором — диамагнетиком Кратко природу парамагнетизма можно объяснить так. В атомах (или молекулах) электроны движутся по замкнутым траекториям (орбитам). Эти мельчайшие электрические токи, называемые молекулярными, создают магнитное поле. В отсутствие внешнего магнитного поля из-за теплового движения атомов плоскости орбит ориентированы беспорядочно, поэтому индукция собственного магнитного поля, создаваемого всеми атомами, в среднем равна нулю. Природа диамагнетизма более сложная. Чтобы ее понять, вспомним явление электромагнитной индукции («Физика 9», § 92, 93). При изменении магнитного потока через электрический контур в нем возникает индуцированный электрический ток. Согласно правилу Ленца, этот ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока. В контуре, не обладающем электрическим сопротивлением, например в сверхпроводящем контуре или в «контуре», образуемом электроном, движущимся в атоме по своей орбите, индуцированный ток не затухает. Он сохраняется до тех пор, пока существует внешнее магнитное поле. Магнитное поле индуцированного тока направлено противоположно внешнему полю, так что суммарная магнитная индукция в веществе уменьшается.

В каждом веществе проявляются оба эффекта. С одной стороны, внешнее магнитное поле ориентирует орбиты электронов и вследствие этого усиливается. С другой стороны, оно изменяет скорость движения электронов по орбитам и вследствие этого, в соответствии с законами электромагнитной индукции, ослабляется.

Уменьшение магнитного поля обычно очень мало, и поэтому диамагнетизм заметно проявляется лишь в тех веществах, атомы которых собственного магнитного поля не создают (и в которых, следовательно, нет парамагнитного эффекта). По своим магнитным свойствам все магнетики делятся на три типа в зависимости от величины магнитной проницаемости  . 1)  - это ферромагнетики (Fe, Ni, Co и т.п.); 2) (магнитная восприимчивость  ) -это парамагнетики(кислород, большинство металлов); 3)  ( ) – это диамагнетики (водород, вода, Cu, благородные газы).