Дәріс кіріспе. Физикалық зерттеу әдістерінің жалпы сипаттамасы
Сыртқы тұрақты магнит және айнымалы электр магнит өрістеріндегі парамагнитті бөлшектер
жүктеу/скачать 1,83 Mb.
|
| Сыртқы тұрақты магнит және айнымалы электр магнит өрістеріндегі парамагнитті бөлшектер. Парамагниттік бөлшектің сыртқы тұрақты магнит және айнымалы электр магнит өрістеріндегі тәртібін қарастырайық.
Сыртқы магнит өрісі жоқ кезде жұптаспаған электрондардың магниттік моменттері бейберекет бағытталады. Сыртқы тұрақты магнит өрісінде электрондар реттеледі. Квантталу шарттары бойынша электронның магниттік моментінің бағыттарының саны (2s+1)-ге тең. Электронның спині s=1/2, осыған сәйкес моментінің 2 бағыты болуы мүмкін: өріс бойымен (магниттік кванттық саны mS=-1/2) және оған кері (mS=+1/2). Өріс z-осі бойынша бағытталған болса, яғни ћ бірлігі квант санына ms тең болатын электронның толық механикалық моменті орнына оның проекциясын есепке алу керек, электронның магниттік моменті пен сыртқы магнит өрісі В-нің өзара әрекеттесу энергиясы үшін былай жазуға болады: (8.13) Магниттік моменттің өріс бойымен параллельді бағытталуы (mS1=-1/2) өріске кері бағытталуына (mS2=-1/2) энергиясы жағынан пайдалы, сондықтан оған электронның төмен энергиясы сай болады. Демек, тұрақты магниттік өрісте барлық парамагниттік бөлшектер энергиясы әртүрлі екі топқа бөлінеді, сонымен, өрісте азғындау жойылады да, екі Зееман энергия деңгейлері пайда болады. Олардың энергия айырымы келесі теңдеумен бейнеленеді: (8.14) Тепе-тендік күйде Больцман таралуы бойынша бөлшектің энергиясы exp(-E/kT)-ге пропорционалды. Төменгі E1 деңгейде спиндер өріске кері бағытталған (яғни моменттері өріс бойымен), бұл деңгейдің толықтырылуы былай жазылады: (8.15) жоғарғы Е2 деңгейдің толықтырылуы: (8.16) Тепе-теңдіктегі толықтырылу қатынасы (8.17) Әдетте В=0,3 Тл, Т>10 К, E <<kT. Соңғы теңдіктегі экспонентаны қатарға жіктеп табамыз: (8.18) мұндағы, N = N+ + N- – парамагниттік бөлшектердің толық саны, n0=(N++N-)т-т – тепе-теңдіктегі деңгейлердің толықтырылу айырымын белгілеп, және n0>>N+,N- ескере отырып, табамыз: (8.19) жүктеу/скачать 1,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|