2. Атом в магнитном поле.

При внесении атома в магнитное поле на орбиту электрона действует вращательный момент , где - индукция внешнего магнитного поля. (Для простоты рассматриваем атом, на орбите которого обращается один электрон). Поскольку вращающийся электрон подобен волчку, то вращательный момент должен вызывать прецессию его орбиты вокруг оси, проходящей через ядро и параллельной направлению внешнего магнитного поля. Это означает, что вся орбита придёт в такое движение вокруг вышеуказанной оси, при котором конец вектора будет оставаться неизменным (рис.2). Угловая скорость прецессии равна . Вышеизложенное отражает содержание теоремы Лармора.

Очевидно, что прецессия приводит к появлению дополнительного вращения электрона вокруг направления внешнего магнитного поля, т.е. к появлению дополнительного индуцированного тока I (рис.2), направление которого определяется правилом Ленца. (Индукционный ток всегда направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей). В частности, в случае, изображённом на рис.2, для того, чтобы препятствовать возникновению внешнего магнитного поля, направление вращения конца вектор (а значит и дополнительного движения электрона) должно быть противоположно основному движению электрона. С дополнительным током связан индуцированный магнитный момент , направление которого противоположно . Ларморова прецессия ввиду ее индукционной природы наблюдается у всех без исключения веществ.

Итак, включение магнитного поля приводит к прецессии электронных орбит, но не к их переориентации.

3. Диамагнетизм.

Существуют различные механизмы намагничивания вещества. Один из них универсален и проявляется в форме диамагнетизма. Диамагнетизмом называют явление возникновения в магнетике вектора намагниченности, направление которого противоположно направлению внешнего намагничивающего поля. В чистом виде это явление наблюдается у веществ, суммарные магнитные моменты атомов (молекул) которых равны нулю. Такие вещества называют диамагнетиками. При помещении диамагнетика во внешнее магнитное поле возникает Ларморова прецессия и появляется отличный от нуля индуцированный момент ∆, направленный противоположно полю, его создавшему.

Тепловое движение пытается "разбросать" магнитные моменты, однако изменить направление внешнего магнитного поля, а значит и ∆, оно не может. Следовательно, намагниченность диамагнетика не зависит от температуры. Магнитная восприимчивость диамагнетиков мала и отрицательна.

4. Парамагнетизм.

К парамагнетикам относятся вещества, суммарный магнитный момент атомов (молекул) которых отличен от нуля. В отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов расположены хаотически. Включение магнитного поля приводит и в этом случае к прецессии орбит. Кроме того, собственные магнитные моменты атомов (молекул) начинают ориентироваться во внешнем магнитном поле. Это явление преобладает над диамагнетизмом. Соударения с окружающими молекулами в результате теплового движения и в этом случае препятствуют идеальному выстраиванию. В результате устанавливается некоторая равновесная ориентация магнитных моментов с преимущественным направлением вдоль внешнего магнитного поля.

Магнитная восприимчивость парамагнетиков мала и положительна. С ростом температуры, как и следовало ожидать, она уменьшается.