Отбеливание зубов

Отбеливание зубов

 

Заработок для студента

Заработок для студента

 Заказать диплом

Заказать диплом

 Cкачать контрольную

Cкачать контрольную

 Курсовые работы

Курсовые работы

Репетиторы онлайн по любым предметам

Репетиторы онлайн по любым предметам

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ

Магазин студенческих работ

Магазин студенческих работ

Диссертации на заказ

Диссертации на заказ

Заказать курсовую работу или скачать?

Заказать курсовую работу или скачать?

Эссе на заказ

Эссе на заказ

Банк рефератов и курсовых

Банк рефератов и курсовых

Электростатика Электрическое поле и его характеристики Поле электрического диполя Постоянный электрический ток Правила Кирхгофа

Магнитные свойства вещества

 Определение в начале 19 века движения электрических зарядов в качестве источника магнитного поля и установление ядерно-электронного строения вещества в начале 20 века предопределило современные представления о невозможности индифферентной реакции на внешнее магнитное поле любых веществ в любом агрегатном состоянии - газообразном, жидком или твердом. Таким образом, все вещества в природе являются магнетиками разных типов.

  Все вещества, помещенные в магнитное поле, намагничиваются. Рассмотрим причину этого явления с точки зрения строения атомов и молекул, положив в основу гипотезу Ампера, согласно которой в любом теле существуют микроскопические токи, обусловленные движением электронов в атомах и молекулах.

МАГНИТНЫЕ МОМЕНТЫ ЭЛЕКТРОНОВ И

АТОМОВ.

 Рассмотрим изолированный атом, не подверженный действию внешнего магнитного поля. Согласно представлениям классической физики, электроны в атомах движутся по круговым орбитам. Электрон, движущийся по одной из таких орбит, эквивалентен круговому току. Поэтому любой атом или молекулу, с точки зрения их магнитных свойств, можно рассматривать как некоторую совокупность электронных микротоков. В этом состоит гипотеза Ампера о природе магнетизма.

Рис.25.1. К выводу величин магнитного момента электрона.

 Электрон, двигаясь по круговой орбите радиуса r с постоянной скоростью V, обладает орбитальным магнитным моментом Рm, направленным в ту же сторону, что и магнитное поле в центре кругового тока. Если электрон движется против часовой стрелки (рис.25.1), то ток направлен по часовой стрелке и вектор Рm, в соответствии с правилом правого винта, направлен перпендикулярно плоскости орбиты электрона.

 Выражая частоту вращения электрона n по орбите и площадь орбиты, и подставив в уравнение (25.1), получим Pm=ISn, модуль которого равен

 Pm=IS=enS, (25.1)

где I = en - сила тока, n - частота вращения электрона по орбите, S - площадь орбиты. 

 n  = V/2pr; S = pr2,  (25.2)

 С другой стороны электрон, движущийся по орбите, обладает механическим моментом импульса Lе, модуль которого равен

  Lе = mVr, (25.3)

где m - масса электрона. 

 Вектор Le (его направление также подчиняется правилу правого винта) назы­вается орбитальным механическим моментом электрона. 

 Из рис.25.1 следует, что направления Pm и Le противоположны, поэтому, учи­тывая выражения (25.2) и (25.3), получим: 

 Pm = (-e/2m)Le = qLe, (25.4)

где величина

 q = - e/2m (25.5)

называется гиромагнитным отношением орбитальных моментов. Знак минус указывает на то, что направления моментов противоположны. Это отношение, определяемое универсальными постоянными, одинаково для любой орбиты, хотя для разных орбит значения V и r различны. Формула (25.5) выведена для круговой орбиты, но она справедлива и для эллиптических орбит.

Рис.25.2. Схема опытов Эйнштейна и де Гааза.

Экспериментальное определение гиромагнитного отношения проведено в опытах Эйнштейна и де Гааза (1915 г.), которые наблюдали поворот свободно подвешенного на тончайшей кварцевой нити железного стержня при его намагничивании во внешнем магнитном поле (по обмотке соленоида пропускался переменный ток с частотой, равной частоте крутильных колебаний стержня). При исследовании вынужденных крутильных колебаний стержня определялось гиромагнитное отношение, которое оказалось равным -e/m и в два раза большим, чем выведенная величина q (25.5). Знак носителей, обуславливающих молекулярные токи, совпадал со знаком заряда электрона.

 Для объяснения полученного результата, имевшего большое значение для дальнейшего развития физики, было предположено, а в последствии доказано опытами Штерна, Герлаха, Иоффе, что, кроме орбитальных моментов (25.1) и (25.3), электрон обладает собственным механическим моментом импульса Les, называемым спином. В настоящее время установлено, что спин  является неотъемлемым свойством электрона, подобно его заряду и массе. Спину электрона  Les соответствует собственный (спиновой) магнитный момент Pms, пропорциональный  Les и направленный в противоположную сторону: 

 Pms =q Les, (25.6)

где q = называется гиромагнитным отношением спиновых моментов.

  Из эксперимента найдено, что спиновой магнитный момент равен

Pms = ± eh/4pm = ± М Б , (25.7)

где h - постоянная Планка, МБ - магнетон Бора, являющийся  единицей магнитного момента электрона, и его проекция на направление вектора магнитной индукции B может принимать только одно из двух значений, указанных ф. 25.7. 

  Особенностью спина является то, что в магнитном поле спин может быть ориентирован  только двумя способами: либо параллельно В, либо антипараллельно.

 При отсутствии поля в общем случае магнитный момент электрона складывается из орбитального и спинового магнитных моментов. Магнитный момент атома, следовательно, складывается из магнитных моментов, входящих в его состав электронов и магнитного момента ядра  (обусловлен магнитными моментами входящих в ядро протонов и нейтронов). Однако, магнитные моменты ядер в ты­сячи раз меньше магнитных моментов электронов, поэтому ими пренебрегают.

 Таким образом, общий магнитный момент атома (молекулы) равен вектор­ной сумме магнитных моментов (орбитальных и спиновых) входящих в атом (молекулу) электронов: 

 Рa = åРm +åРms. (25.8)

 Этот результат  необходим для дальнейшего объяснения намагничивания веществ.

Классификация колебательных систем. В соответствии, с изложенным выше все колебательные системы можно делить на линейные, параметрические и нелинейные. Линейные цели описываются линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами. Для линейных систем выполняется принцип суперпозиции, т.е. отклик системы на сложное воздействие, равняется сумме откликов на каждое воздействие в отдельности. В линейных инвариантных цепях происходит лишь деформация спектра, т.е. спектральные составляющие входного сигнала изменяют лишь свою амплитуду и новых спектральных составляющих не возникает.
Закон Ома для однородного участка цепи