Ю., Ташкеева Г.Қ. Физикалық материалтануға кіріспе
жүктеу/скачать 5,26 Mb.
|
treatise13466
| М = JV. (1.40)
Дененің магниттелуі – магниттік қабілеттілігімен æ сипатталатын кернеуліктің Н ішкі магнит өрісінің әсерінен өзінің магнит моментін өзгерте алу қабілеті: J = æН. (1.41) Қорытынды магнитттік өріс затта магнит индукциясы В деп аталады. В шамасы ішкі магнит өрісінің кернеулігімен және заттардың магниттелу қатынасымен байланысты: В = Н + 4π J. (1.42) Заттың қабілеттілігі сыртқы өрістің әсерінен өзінің В индукциясын өзгертеді, ол магниттік өткізгіштікпен μ сипатталады: В = μН. (1.43) J шамасының В шамасына тәуелділік, сондай-ақ сәйкесінше μ шамасының Н шамасына тәуелділігі бейсызық болып келеді. μ мәнінің шегі Н кернеулігі кезінде нөлге ұмтылуы – бастапқы магниттік өткізгіштік μн деп аталады. Магнитттік өткізгіштік магнитттік қабылдағышпен: Μ = 4π æ + 1. (1.44) қатынасы бойынша байланысқан Диамагнетизм табиғаты тұйық орбиталь бойынша электрондардың спираль тәрізді айналумен, сыртқы өріспен индукцияланған және өшпейтін құйындық микротоктың пайда болуын тудыруымен байланысты. Сыртқы магнит өрісінің әсерінен денелерде пайда болатын ішкі магниттелу осы өрістің кездесуіне бағытталған, сондықтан диамагниттік қабылдағыштың мәні æmD – теріс шама. Атом диамагнетизмінің негізгі қорын сыртқы электрондар құрайды. Диамагнетизмдік қасиетке заттардан басқасының бәрі ие. Магнетизмнің түрін қайта иеленуші ол электронды бұлтшалармен толтырылған заттарда: инертті газдарда, Na+. Cl- тәрізді иондарда, жартылай өткізгіштерде (германий, кремний, селен және т.б.) ғана болады. Егер заттар диамагнетизммен қатар басқа да магнетизмнің басқа түріне ие болса, онда соңғысының орнын диамагнетизм орны жабады. Қатты денелердің диамагниттік қабылдағышы 10-5 – 10-6 Гс/Э (Гаусстың эрстедке қатынасы) шамаға ие. Парамагнетизм дегеніміз – өріс бағытындағы сыртқы өрісте Н дененің магнитттелу қасиеті. Сәйкесінше, парамагниттті қабылдағыш – оң шама. Сондықтан парамагниттті денелер магнит өрісіне тартылады, ал диамагниттті денелер тебіледі. Парамагнетиктің қосынды магниттелуі сыртқы және ішкі өрістің қосындысына тең. Парамагниттті денелердің негізгі қасиетіне олардағы атомдардың меншікті магниттік моменттерінің болуы (орбитальді және спинді) жатады, бірақ екі қос электрондардың магнитті орбиталды моменттер атом арасындағы өзара әсерлесу күшінде бір-бірін өшіреді. Нәтижесінде барлық толтырылған электрондық қабықшалар мен орбитальдар нөлдік орбитальдық магниттік моментке ие және парамагнитттік қасиетте қорын бермейді. Парамагнетизм жұптаспаған валенттік электрондардан өткізгіштік электрондарынан ғана көрінеді. Спиндік моменттерде мұндай кристалдық өрістің өзара әсерлесуі байқалмайды, сондықтан қатты денелердегі атомдардың магнитттік моментіндегі қоры маңызды. Сыртқы өрістің жоқтығынан атомдардың магнитттік моменттері жылулық қозғалыс есебінен ретсіз бағытталған, нәтижесінде парамагнетиктердің магнитттелуі нәтижесінде бұл жағдайда нөлге тең. Осынысымен олар ферромагнетиктен ерекшеленеді. Сыртқы өрісті Н енгізген кезде атомдардың магнитттік моменті өріс бойынша бағытталады. Н өсуімен парамагнетиктің магниттелуі J=æmпН заңы бойынша өседі, мұндағы, æmп– 1 см3 заттың магнитттік қабылдағыштығы парамагнетик үшін æ =107 – 10-4. Н өріс бойынша бағытталатын болады, магнитттік қанығу басталады. Н өзгеріссіз кезінде температураның өсуімен жылулық қозғалыстың дезориентирленген әсер артады. Өткізгіштік электрондары жоқ заттарда атомдардың электрондық қабықшаларының магниттік моменттері компенсирленген және магнит моментке тең ядро ғана ие болады. Мұндай заттарда парамагнетизм өте аз (10-9 – 10-12) және өте төмен температура кезінде ғана бақылануы мүмкін (Т =0,1 К). Атомдардың электрондық қабықша мен ядроларының спиндері арасындағы өте күшті әсерлесудің жоқтығынан ядролық парамагнетизм: æmя= (1.45) шамасымен өрнектеледі. Мұндағы Mmя – æmя≈10-6 æmэ кезіндегі электронның магниттік моментінің шамамен 0,001-ге тең ядроның магниттік моменті. Парамагнитттік қасиеттерді электронды парамагниттік резонанс (ЭПР) және ядролық магнитттік резонанс (ЯМР) көмегімен зерттеу жеке атомдардың, иондардың, молекулалардың, ядролардың магнитттік моменттерін зерттеуге мүмкіндік береді, жеке молекулалар мен жиындардың құрылымын зерттеуге, материалдардың жұқа құрылымының анализін іске асыруға мүмкіндік береді. Бұл үшін температураның төмендеуімен аяқталатын (магниттік салқындау) спиндер хаостық бағытқа ие болатын жылу оқшаулау жағдайында (адиабаталық) парамагнетиктердің тез магниттелмеуі қолданылады. жүктеу/скачать 5,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|