Постоянное магнитное поле

Напряженность магнитного поля внутри вещества изменяется, по сравнению с исходным полем. Этот эффект называется намагничиваниемвещества.

Н^оН_эфф=Н^о+I

Мерой намагничивания служит I — суммарнаянамагниченностьобразца вещества, которую можно представить в виде суммы вкладов отдельных частиц (атомов, ионов, молекул) — их магнитных моментов (_i):

I =_i

В отличие от поляризации, где вектор поляризации Р (или магнитные моменты _i) всегда направлен против поля, при намагничивании встречается два типа намагничивания, обладающие разной природой:

диамагнетизм:векторI(или магнитные моменты_i) направлен "против поля" иН_эфф<H_o.

парамагнетизм:векторI(или магнитные моменты_i) направлен "по полю" иН_эфф>H_o.

Диамагнетизм является аналогом индукционной поляризации. Этот эффект универсален и вызывается за счет изменения характера движения электронов под влиянием магнитного поля (эффект Ленца).

Парамагнетизм аналогичен ориентационной поляризации и обусловлен ориентацией атомов или молекул, обладающих постоянным магнитным моментом.

При небольших напряженностях внешнего поля выполняются соотношения:

_диа_диаН_эффи_пара_параН_эфф

Коэффициенты _диаи_параназываютсядиа-ипарамагнитной восприимчивостьювещества (частицы).

Для иллюстрации порядка величин в таблице приведены значения магнитной восприимчивости (в расчете на 1 моль вещества) для некоторых диа- и парамагнетиков.

Вещество	He	Ar	Ag	Bi	H2O	CO2	AgCl
диа (106)	–2,0	–19	–21	–284	–13	–21	–49
Вещество	Li	Ca	Ti	Pu	MnCl2	EuCl3	CoCl3
пара ( 106)	25	44	160	627	14350	26500	121660

Парамагнитная (ориентационная) восприимчивость зависит от температуры: _пара = ||²/3kT. Диамагнитная восприимчивость от температуры не зависит. Однако, подобно индукционной поляризуемости, она имеет тензорный характер для анизотропных молекул.

Переменные электромагнитные поля (электромагнитное излучение)

Взаимодействие электромагнитного излучения с молекулами и атомами можно подразделить на два типа: нерезонансное и резонансное.

Нерезонансные типы взаимодействий Рассеяние света

Простейший тип нерезонансных взаимодействий называется рассеяниемизлучения. Под влиянием переменного электрического поля электроны атома или молекулы приходят в колебательное движение с частотой, равной частоте вынуждающего излучения. Колеблющиеся электроны испускают вторичную электромагнитную волну с той же самой частотой, что и у падающей. Другими словами, и частица, и световая волна сохраняют свою энергию. Такое рассеяние называетсярэлеевскимилиупругим.

При упругом рассеянии единственное различие между падающей и вторичной (рассеянной) волной заключается в направлении распространения: падающая волна движется в одном направления, а рассеянная — во всех..

Важное значение при светорассеянии имеет зависимость интенсивности рассеянного излучения от его направления, задаваемого полярными углами:

I=f(,)

Такая зависимость называется индикатрисой рассеяния. Для точечных частиц (например, свободных электронов) и сферически симметричных атомов она имеет вид симметричного эллипсоида, вытянутого в направлении падения света. Для анизотропных молекул, однако, индикатриса может иметь весьма сложную форму, отражающую форму самой молекулы. Это позволяет использовать светорассеяние как экспериментальный метод изучения геометрии молекул. Он наиболее эффективен для коллоидных частиц и макромолекул, размеры которых близки к длине волны света.

Интенсивность рассеяния сильно зависит от длины волны (частоты) рассеиваемого света: I~ 1/⁴(закон Рэлея). На этой зависимости проявляются отдельные дискретные резонансы, при которых упругость рассеяния нарушается. При резонансах происходит перестройка внутренней структуры атома или молекулы.