Бондарев Б.В. Курс общей физики Кн. 3 Термодинамика. Статистическая физика. Строение вещества
.pdf
внешнего магнитного поля равна Ь" = т, Ь, где т, - так называемое спиновое квантовое число, которое может принимать только два значе-
ния: |
т, = ±1/2. Собственному механическому моменту электрона *1: |
|
также соответствует магнитный момент Ёп, который называют спино- |
||
вым, |
или собственным магнитным моментом электрона. |
Эти векторы |
связаны соотношением |
-Ш = |
|
|
|
т |
_
і т
ї; .
(13.3)
Механический входящих в его
_* |
атома равен |
|
момент Ь |
||
состав электронов. |
Для |
|
сумме механических моментов некоторых атомов эта сумма
оказывается равна нулю.
Если механический момент
_ь І.
атома не ра-
вен нулю, то не равен нулю и магнитный момент р'т атома. |
При этом |
|
магнитный момент атома коллинеарен его механическому моменту: |
||
|
_ |
|
где коэффициент 7. равный отношению модуля рт магнитного момента |
||
к мощглю Ь момента механического, называют гиромагннтным отноше- |
||
нием: |
1 = Рд. |
(13.5) |
|
||
|
Ь |
|
Согласно законам квантовой механики орбитальное движение элек- |
||
трона в атоме или молекуле описывается посредством волновой функции |
||
р(ї~'). |
Когда характер движения электрона не изменяется с. течением вре- |
|
меня. |
говорят, что он находится в стационарном состоянии. |
Различные |
стационарные состояния электрона в каком-либо атоме или молекуле |
||
образуют счетное множество. Другими словами, их можно перенумеро- |
||
вать. Таким образом. волновые функции 99007), описывающие
нарные состояния электрона, образуют последовательность, в в качестве номера функции служит совокупность о = {п, І, т]
стацио-
которой из трех
квантовых чисел я, І и т. Кроме этих трех чисел состояние электрона характеризуется еще сниновым киантоным числом т,. Согласно принципу Паули электроны распределены по состояниям так, ч го в одном состоянии может находиться ие более односо электрона. Следовательно.
стационарное орбитальное движение, описываемое волновой функцией
99,,(5') с определенными значениями квантовых чисел п, І и т, могут совершать два электрона, находящиеся и различных сииновых состояниях. Сиины этих электронов равны но величине. и противоположны но
направлению. Поэтому сумма собственных магнитных моментов такой пары электронов равна нулю. Когда стационарное орбитальное движе-
ние, описываемое некоторой волновой функцией ра ( Р), совершает только
320
13.4.
Действие неоднородного магнитного на кольцо с током
поля
Магнитные свойства вещества можно объяснить при помощи гипоте- |
||
зы Ампера, который предположил, что каждый атом вещества подобен |
||
маленькому кольцу электрического тока. |
||
Рассмотрим как неошюродное магнитное поле действует на круговой |
||
контур с током. |
На рис. |
13.2 изображены силовые линии магнитного |
пола, которое симметрично относительно оси 1:. Круговой контур с током |
||
также расположен симметрично относительно оси х. |
||
"Н
Рис. |
13.2. Контур с током в магнитном поле |
|
Магнитное поле действует на элемент контура Ш. с силой Амнера |
||
|
її = 1 [її` '51, |
(13.12) |
где рой
І - |
-о |
сила тока в контуре, вектор (Н |
|
магнитное поле действует на весь |
|
направлен по току. Сила, с котоконтур равна сумме сил Ампера,
: |
|
действующих на различные его элементы |
|
ї=ЕЗТ*'. |
(13.13) |
В силу симметрии рассматриваемой системы вектор силы ї будет на- |
|
правлен вдоль оси 2:. На рис. 13.2 магнитный момент р'т контура с то- |
|
ком направлен против вектора магнитной индукцнн. |
Направление тока |
вконтуре связано с направлением вектора із'т правилом правого винта.
Врассматриваемом случае ток в кон-туре направлен так, что согласно
формуле (13.12) проекция ЫР, |
вектора (її на ось 1: будет положитель- |
ной: |
|
ЫР, = І с” В.. . |
|
324
