Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Тверской государственный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Декан физико-технического факультета
____________________ Б.Б. Педько
____________________ 2012г.
Дополнительные главы магнетизма
Учебно-методический комплекс
для студентов 5 курса
Направление 010700 – Физика
Специализация 010405 – Физика магнитных явлений
Специальность 010704 – Физика конденсированного состояния вещества
Специализация 010604 – Физика магнитных явлений
Специальность 010801 – Радиофизика и электроника
Специализация 013823 – Физика магнитных явлений
Обсуждено на заседании кафедры Составитель:
магнетизма К.ф-м.н., доцент
___ сентября 2012 г. Протокол № __ _____________ О.Б. Дегтева
Зав. кафедрой
______________ Ю.Г. Пастушенков
Тверь, 2012
Содержание
Содержание 2
1. Пояснительная записка 2
2. Учебная программа 3
3. Рабочая учебная программа 3
4. Практические занятия 5
5. Литература 6
Основная 6
Дополнительная 6
6. Методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов 6
Вопросы для самоподготовки 6
7. Требования к рейтинг-контролю 7
8. Вопросы для подготовки к экзамену 7
1. Пояснительная записка
Курс «Дополнительные главы магнетизма» предназначен для получения студентами дополнительных знаний о современных экспериментальных методах исследования физических свойств твердых тел, в том числе и магнитоупорядоченных. Знание физических основ резонансных методов необходимо для специалистов по физике магнитных явлений. Многие выпускники работают в области компьютерной томографии, в объединении «Тверьгеофизика», на заводе электронной техники «Микрон» в г. Зеленограде, в Объединенном институте ядерных исследований в г. Дубна, а также в зарубежных лабораториях. Они неоднократно заявляли, что данный спецкурс дал им необходимые знания для того, чтобы свободно разбираться в работе сложнейших современных установок и приборов для исследования физических свойств твердых тел и биологических объектов. В курсе «Дополнительные главы магнетизма» рассмотрены теоретические основы методов ядерного магнитного резонанса, электронного парамагнитного резонанса, ферро-, антиферро-, ферримагнитных резонансов, резонанса доменных границ, спинволнового резонанса, ядерного гамма резонанса, эффекта Мессбауэра, эффектов ядерного и фотонного спинового эха. Особое внимание уделено особенностям практического применения этих методов, преимуществам и недостаткам каждого их них. Для освоения данного курса студентам необходим весь объем знаний по физике, полученный за предыдущие годы обучения. Поэтому курс «Дополнительные главы магнетизма» органично связан с курсами общей физики, квантовой механики, физики реальных кристаллов, физики магнитных явлений, основами металловедения.
2. Учебная программа
Ядерные методы исследования магнитоупорядоченных веществ (введение). Нейтронография: ядерное и магнитное рассеяние нейтронов. Ядерный магнитный резонанс. Ядерный гамма-резонанс.
Ядерный магнитный резонанс. Уравнения Блоха для намагниченности системы атомных ядер. Спин-решеточные взаимодействия и процесс спиновой релаксации. Частота собственной прецессии системы ядерных спинов в магнитном поле.
Электронный парамагнитный резонанс. Резонанс локализованных электронных спинов в металлах. Практическое применение метода ЭПР для исследования твердых тел.
Ферромагнитный резонанс. Влияние формы образца на резонансную частоту. Особенности ферромагнитного резонанса в высокоанизотропных магнетиках.
Антиферромагнитный резонанс. Уравнения Блоха. Собственная частота АФР.
Ферримагнитный резонанс. Право-левополяризованные колебания намагничености в ферримагнетиках.
Спин-волновой резонанс в тонких ферромагнитных пленках. Условие возникновения СВР.
Когерентное усиление спиновых волн потоком заряженных частиц. Условие Черенковского возбуждения спиновых волн. Ядерное и фотонное спиновое эхо, его практическое применение.
Резонанс и релаксация доменных границ. Силы вязкого трения при смещении ДГ в магнитном поле.
Эффект Мессбауэра и его практическое применение.
Твердотельная квантовая электроника. Принцип действия мазера. Рубиновый лазер. Способы создания инверсии верхнего энергетического уровня.
Основные представления о сверхпроводимости. Эффект Мейсснера. СверхпроводникиIиIIрода. Термодинамика перехода в СП – состояние. Уравнение Лондонов. Основные положения теории БКШ. Одночастичное туннелирование.Высокотемпературная сверхпроводимость.
Экситоны. Объяснение особенностей спектров поглощения щелочно-галоидных кристаллов.
Методы создания сильных и сверхсильных магнитных полей.