Вопрос 2. Магнитомеханические явления (гиромагнитное магнитомеханическое отношение). Природа диамагнетизма и парамагнетизма.

Магнетики делятся на три основные группы:

1. Диамагнетики (слегка ослабляют магнитное поле).

2. Парамагнетики (слегка усиливают магнитное поле)

3. Ферромагнетики (сильно усиливают магнитное поле)

П ри движении электрона вокруг ядра по орбите радиуса r со скоростью ʋ возникает микроток

Д вижение электрона по орбите характеризуют: 1) орбитальным магнитным моментом модуль которого равен 2) орбитальным моментом импульса, модуль которого равен

орбитальное гиромагнитное отношение

спиновое гиромагнитное отношение

Вещества, у которых в отсутствие внешнего магнитного поля результирующий магнитный момент равен нулю, называют диамагнетиками.

Парамагнетиками называют вещества, у которых атомы, молекулы или ионы в отсутствие магнитного поля обладают магнитным моментом, не равным нулю

п ри внесении вещества во внешнее магнитное поле ось орбиты электрона начнёт совершать собственное вращательное движение, будет прецессировать

П рецессия совершается под действием внешнего вращательного момента

За время dt момент импульса L получает приращение

Угловая скорость прецессии

д ополнительный магнитный момент, направленный противоположно индукции В внешнего магнитного поля

С учётом различной ориентации орбиты относительно вектора B

для всего атома с Z электронами

Билет № 18

Вопрос 1. Электродвижущая сила. Закон Ома. Закон Ома в дифференциальной форме для однородного и неоднородного участка цепи. Закон Ома для замкнутой цепи.

В еличина, равная работе сторонних сил, по перемещению единичного положительного заряда по замкнутому контуру, называется электродвижущей силой

р абота сторонних сил по перемещению положительного заряда

Р абота сил электростатического поля по перемещению положительного заряда

По замкнутому контуру эта работа равна 0

р абота по перемещению заряда на участке 1-2

В еличина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется падением напряжения или просто напряжением на данном участке цепи

У часток с ЭДС называется неоднородным. Участок без ЭДС называется однородным. В случае однородного участка говорят о разности потенциалов

З акон Ома для однородного участка, для неоднородного участка и для замкнутой цепи, соответственно

З акон Ома для однородного участка, и для неоднородного участка в дифференциальной форме, соответственно

Сопротивление

Вопрос 2. Спин электрона. Опыт Эйнштейна и де Газа. Опыт Барнетта. Опыт Штерна и Герлаха

Связь механического момента с магнитным моментом лежит в основе магнитомеханических или гиромагнитных явлений. Эти явления заключаются в том, что намагничение магнетика приводит к его вращению и, наоборот, вращение магнетика вызывает его намагничение.

О пыт Эйнштейна и де Гааза. Тонкий железный стержень подвешивался на упругой нити и помещался внутрь соленоида. Для усиления эффекта был применён резонанс – соленоид питался переменным током, частота которого подбиралась равной собственной частоте механических колебаний системы. По смещению светового зайчика, отражённого от зеркала на стержне, можно вычислить амплитуду колебаний и гиромагнитное отношение.

О пыт Барнетта. Барнетт приводил железный стержень в очень быстрое вращение вокруг его оси и измерял возникающее при этом намагничение. В обоих случаях был получен результат

магнитные свойства железа обусловлены не орбитальным, а собственным магнитным моментом электронов. Собственный механический момент получил название спин.

В настоящее время принимается, что собственный механический момент (спин) и связанный с ним собственный (спиновый) магнитный момент являются неотъемлемыми свойствами электрона, как его масса и заряд.

А томы и молекулы обладают магнитным моментом, равным сумме магнитных моментов электронов (магнитный момент ядра не учитываем из-за малости). При движении пучка атомов через сильно неоднородное поле на экране должен остаться широкий след. Атомы отклоняются под действием силы:

Штерн и Герлах поставили опыт, в котором пучок атомов источника И пропускался через диафрагму D, а затем в виде узкого пучка направлялся между полюсами магнита N и S сильно неоднородного магнитного поля (вдоль вертикальной оси) и регистрировался на экране Э

вывод: углы, под которыми ориентируются магнитные моменты атомов по отношению к магнитному полу могут иметь только дискретные значения, то есть проекция магнитного момента на направление поля квантуется.

Билет 19.