Парамагнетики.

Явище парамагнетизму знайшло своє пояснення завдяки гіпотезі Ампера. Згідно з гіпотезою у речовині безперервно циркулюють замкнені мікроскопічні струми, які утворюють власний сталий магнітний момент. Якщо зовнішнє магнітне поле відсутнє, орбіти молекулярних струмів, а як наслідок і їх магнітні моменти, орієнтовані хаотично, так що сумарний магнітний момент довільного мікрооб’єму речовини дорівнює нулю – речовина не виявляє магнітних властивостей. Якщо така речовина опиняється у зовнішньому магнітному полі, власні магнітні моменти молекулярних струмів орієнтуються уздовж ліній індукції зовнішнього поля, отже речовина намагнічується. Подальші дослідження підтвердили розумність гіпотези. Зокрема, запропонована Резерфордом планетарна модель атома дозволила пояснити природу молекулярних струмів. Згідно з його моделлю, атом складається з позитивного ядра, навколо якого обертаються електрони. Рух електронів по коловій орбіті можна розглядати як контур зі струмом. Використовуючи атомні характеристики, можна обчислити величину цього струму. Якщо радіус орбіти електрона дорівнює r, і за час одного оберту переноситься заряд, який дорівнює заряду електрона е, сила струму дорівнює

, (4.7)

де  - частота обертання електрона. Магнітний момент такого струму чисельно визначається як

(4.8)

В останньому виразі врахували зв’язок між частотою та лінійною швидкістю руху електрона . Для атома повний магнітний момент визначається як векторна сума орбітальних магнітних моментів усіх електронів, які рухаються навколо ядра.

Якщо зовнішнє магнітне поле відсутнє, всі напрямки рівноймовірні, отже всі магнітні моменти орієнтовані хаотично, повний магнітний момент дорівнює нулю. Якщо створюють магнітне поле, орієнтація магнітних моментів атомів уздовж поля стає більш вигідною з енергетичної точки зору. Під дією зовнішнього магнітного поля атоми орієнтуються таким чином, щоб нормаль до площини орбітального руху електронів збігалась з напрямком вектора індукції. Тепер сумарний магнітний момент одиниці об’єму ненульовий, тобто речовина намагнічена. Виникло внутрішнє поле такого ж напрямку, як і зовнішнє, отже результуюче поле посилилось. Але існує разорієнтуючий фактор – це тепловий рух молекул, який не дозволяє усім молекулам зорієнтувати свої магнітні моменти суворо уздовж магнітної індукції поля . З підвищенням температури разорієнтуюча дія теплового руху виражена сильніше, тому зменшується величина вектора намагніченості, а як наслідок і магнітна сприйнятливість. Для магнітної сприйнятливості рідин та твердих тіл виконується закон Кюрі - Вейса

, (4.9)

де С, Т_с - сталі величини для даної речовини.

Основні властивості парамагнетиків.

1. Парамагнетики збільшують індукцію магнітного поля, оскільки вектор намагнічення змінюється пропорційно магнітній індукції зовнішнього поля і збігається з ним за напрямком.

2. Парамагнетики – це слабкі магнетики (  10^-4)

3. Магнітна проникність парамагнетиків залежить від температури.