Билет 8.

Атом во внешнем магнитном поле. Прецессия плоскости орбиты электрона в атоме.

 При внесении атома в магнитное поле с индукцией    на электрон, движущийся по орбите, эквивалентной замкнутому контуру с током, действует момент сил   :

,

(6.2.1)

При этом изменяется орбитальный момент импульса электрона:

,

(6.2.2)

      Аналогично изменяется вектор орбитального магнитного момента электрона:

,

(6.2.3)

      Из этого следует, что векторы    и   , и сама орбита прецессирует вокруг направления вектора   . На рисунке 6.2 показано прецессионное движение электрона и его орбитального магнитного момента, а также дополнительное (прецессионное) движение электрона.

Рис. 6.2

      Эта прецессия называется ларморовской прецессией. Угловая скорость этой прецессии    зависит только от индукции магнитного поля и совпадает с ней по направлению.

,

(6.2.4)

      Индуцированный орбитальный магнитный момент.

Теорема Лармора: единственным результатом влияния магнитного поля на орбиту электрона в атоме является прецессия орбиты и вектора   – орбитального магнитного момента электрона с угловой скоростью    вокруг оси, проходящей через ядро атома параллельно вектору индукции магнитного поля.

      Прецессия орбиты электрона в атоме приводит к появлению дополнительного  орбитального  тока,  направленного  противоположно току I:

,

(6.2.5)

и соответствующего ему наведенного орбитального магнитного момента   :

,

(6.2.6)

где   – площадь проекции орбиты электрона на плоскость, перпендикулярную вектору   . Знак минус говорит, что    противоположен вектору   . Тогда общий орбитальный момент атома равен:

,

Диамагнитный эффект.

Диамагнитный эффект - это эффект, при котором составляющие магнитных полей атомов складываются и образуют собственное магнитное поле вещества, ослабляющее внешнее магнитное поле.

Так как диамагнитный эффект обусловлен действием внешнего магнитного поля на электроны атомов вещества, то диамагнетизм свойствен всем веществам.

Диамагнитный эффект возникает во всех веществах, но если молекулы вещества имеют собственные магнитные моменты, которые ориентируются по направлению внешнего магнитного поля и усиливают его, то диамагнитный эффект перекрывается более сильным парамагнитным эффектом и вещество оказывается парамагнетиком. [1]

Диамагнитный эффект возникает во всех веществах, но если молекулы вещества имеют собственные магнитные моменты, которые ориентируются по направлению внешнего магнитного поля и усиливают erOj то диамагнитный эффект перекрывается более сильным парамагнитным эффектом и вещество оказывается парамагнетиком. [2]

Теорема Лармора.

Если атом поместить во внешнее магнитное поле с индукцией (рис.12.1), то на электрон, движущийся по орбите, будет действовать вращательный момент сил , стремящийся установить магнитный момент электрона по направлению силовых линий магнитного поля (механического момента - против поля).