Лекция тақырыбы: Диамагнетизм, парамагнетизм табиғаттары. Парамагнетизмнің клакссикалық теориясы. Парамагнетизмнің кванттық теориясы. Еркін электрондардың парамагнетизмі
жүктеу/скачать 1,15 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Еркін электрондардың парамагнетизмі
| 7.15.-сурет
болғанда, . График қисығының ОА тура сызығына тура келеді. болғанда, ұмтылады. Бұл Ланджевен функциясының шегі дененің магниттік қанығуына сәйкес келеді. Еркін электрондардың парамагнетизмі Парамагнетизмнің классикалық (7.53) және кванттық теориясынан (7.65) алынған формулаларға қарағанда, парамагниттік қабылдағыш абсалют температураға кері пропорционал. Бірақ кейбір металдардың анықталған парамагнетиктік қабылдағыш æ температураға тәуелді еместігі байқалған. Мұндай парамагниттік қасиеттің болуын 1927 жылы Паули түсіндірген. Оның дәлелі бойынша бұл металдардың магнит моменті өткізгіштік электрондардың спиндерімен байланысты. Электрон газдарының парамагнетизмін зоналық теория арқылы оңай түсіндіруге болады. Металдардың өткізгіштік зонасы электрондармен жартылай толтырылған (7.17. а-сурет). 7.17.-сурет Әрбір толтырылған деңгейде қарама-қарсы спиндерімен екі электрон орналасқан. Сондықтан өткізгіштік зонаны екі жарты зона түрінде көрсету ыңғайлы (7.17. б-сурет). Біреуінің электрондарының спиндері жоғары, екіншісінікі төмен бағытталған. Магнит өрісі жоқ кезде, екеуінің де электрондар саны бірдей, қорытынды магнит моменті нольге тең. Н магнит өрісі бар кезде Н өрісі бағытымен бағыттас спині бар электрондар энергиясын мөлшерге төмендетеді, мұндағы - электронның магнит моменті, соның арқасында бірінші зона - шамаға төмен түседі; ал спині Н-қа қарама-қарсы бағытталған электрондардың энергиясы шамаға өседі, соның арқасында екінші зона шамаға көтерілді, екі зонаның жоғарғы деңгейлерінің арасында 2 шамаға ие айырмашылық пайда болады. Бұл айырымның пайда болуының арқасында екінші зонадан бірінші зонаға электрондар өте бастайды, электрондардың бұл өтуі зоналардың жоғарғы деңгейлері теңескенге дейін жалғасады (7.17. г-сурет). Тепе-теңдік орнағаннан кейін спиндері өріс бағытымен бағыттас электрондардың саны, спиндері өріске қарама-қарсы электрондар санынан артық (көп) болады. Сонымен, металл өріс бағытымен бағытталған қорытынды магниттік моментке ие болады. Есеп нәтижесіне қарағанда, бұл жағдайдағы пайда болған парамагниттік қабылдағыш мына қатынаспен анықталады. ænэ (7.68) мұндағы, n-электрондар газының концентрациясы, - Ферми энергиясы. (7.68) формуланы æдэ формуламен салыстырғанда, еркін электрондардың парамагнетизмі олардың диамагнетизмінен үш есе үлкен екен. Еркін электрондардың парамагнетизмі температураға тәуелсіз сілтілі металдардың әлсіз парамагнетизмін береді. жүктеу/скачать 1,15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|