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

Диамагнетики

 Диамагнетиками называются вещества, полные магнитные моменты атомов или молекул которых при отсутствии внешнего поля равны нулю, т.е. векторная сумма орбитальных и спиновых моментов всех электронов равна нулю:

   (25.22) 

 Диамагнетиками являются инертные газы, вода, стекло, смолы, Zn, Cu, Ag, Au, Hg и др. Для осуществления условия (25.27) необходимо, чтобы все орбитальные и спиновые моменты были полностью скомпенсированы, а это предполагает обязательно четное число электронов в атоме или молекуле. Зная, что в полностью заполненных электронных оболочках (K, L, M, N) указанная компенсация всегда имеет место, можно априори утверждать диамагнитные свойства “благородных” газов (He, Ne, Ar, Kr, Xe).

 Однако диамагнитные свойства присущи и ряду элементов, обладающих нечетным числом электронов (Cu, Ag и др.). Это объясняется недостаточностью парамагнитного эффекта (намагничивание во внешнем магнитном поле по направлению поля) для подавления электронного диамагнетизма, вообще-то присущего всем без исключения химическим элементам. Просто у “чисто диамагнитных” веществ этот эффект является единственной реакцией на помещение во внешнее магнитное поле и ничем не маскируется.

 При внесении в магнитное поле диамагнитного вещества с числом Z электронов в атоме наводится магнитный момент, ориентированный против внешнего намагничивающего поля и равный по величине 

 DPm = - Z e2 m0 S^ H/ (4 p m) .

 Вектор намагничения получается равным

 J = N DPm / V = n0 DPm = - n0 e2 Z S^m0 Н / (4 p m), (25.23)

где æ  = - n0 e2 Z S^m0 / (4 p m ) - магнитная восприимчивость диамагнетика, n0 - концентрация атомов или молекул.  Специально отметим, что у диамагнетиков æ < 0 и не зависит от напряженности внешнего поля и температуры, но пропорциональна порядковому номеру элемента. Независимость диамагнитной восприимчивости от температуры обусловлена внутриатомным движением электронов, на которое тепловое движение влияет несущественно.

 Итак, диамагнетики - это вещества, в которых под действием внешнего магнитного поля индуцируется собственное магнитное поле, ориентированное против внешнего, т.е.

 В = В0 - В1 , m < 1.

 Абсолютное значение магнитной восприимчивости для диамагнетиков очень мало (æ~ 10-6), поэтому диамагнитный эффект весьма незначителен, но он присущ всем атомам и молекулам из-за наличия в них электронов и изменения характеристик их движения при помещении во внешнее магнитное поле. Диамагнетизм обнаруживается экспериментально по выталкиванию вещества из внешнего магнитного поля, если он не перекрывается более заметными эффектами пара- и ферромагнетизма.

 Безусловно, к наиболее интересным диамагнетикам относятся сверхпроводники всех типов - чистые металлы, сплавы, интерметаллические соединения и сверхпроводящая оксидная керамика. В сверхпроводящем состоянии эти материалы обладают бесконечно большой диамагнитной восприимчивостью и выталкиваются из магнитного поля.

ПАРАМАГНЕТИКИ.

 Парамагнетиками называются вещества, у атомов которых при отсутствии внешнего намагничивающего поля имеется собственный магнитный момент, равный векторной сумме орбитальных и спиновых магнитных моментов атомов, т.е. 

  (25.24)

 У атомов парамагнитных веществ при отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты электронной системы некомпенсированы, поэтому каждый атом (молекула) парамагнитного вещества обладает собственным магнитным моментом. Очевидно, парамагнитными свойствами должны обладать все атомы с нечетным числом электронов, например, щелочные металлы - K, Na и др., Al, Nb и т.д. Кроме того, парамагнетиками являются атомы и ионы с незаполненными внутренними электронными оболочками - элементы переходной группы периодической системы (Cr, Mn, Pt), редкоземельные элементы. Парамагнетиками являются также некоторые смешанные соединения, включая молекулярный кислород и органические бирадикалы.

 В отсутствии внешнего поля магнитные моменты отдельных атомов вследствие теплового движения последних расположены хаотически, так что магнитный момент любого достаточно большого объема в среднем равен нулю и тело в целом не намагничено.

 При помещении парамагнетика во внешнее магнитное поле на магнитные моменты отдельных атомов будет действовать вращающий момент

M = [ pm B0 ]

который стремится повернуть магнитные моменты атомов по направлению вектора магнитной индукции B0, при этом собственное поле молекулярных токов становится параллельным внешнему намагничивающему полю, т.е.

В = В0 + В1 , m>1.

  Степень порядка в ориентации магнитных моментов тем выше, чем больше индукция внешнего поля и чем ниже температура. В результате противодействующего влияния этих двух факторов установится некоторое динамическое равновесие, при котором в среднем в теле окажется больше магнитных моментов рm, ориентированных по полю, чем против поля. В целом весь объем приобретает магнитный момент, ориентированный одинаково с внешним намагничивающим полем. В этом и заключается физическое явление парамагнетизма.

 При ослаблении внешнего магнитного поля до нуля ориентация магнитных моментов вследствие теплового движения нарушается и парамагнетик размагничивается.

  Классическая теория парамагнетизма была создана Полем Ланжевеном в 1905 году, позднее Дебай перенес представления этой теории на описание процесса поляризации диэлектриков.

 Исходя из этой теории, при внесении парамагнетика во внешнее поле проекция магнитного момента атома на направление поля будет равна

рm,H = pm,a cos q,

где q - угол между магнитным моментом атома и внешним полем. Ланжевен показал, что cos q зависит от отношения 

  (25.25) 

где Wп - потенциальная энергия атомарных магнитиков, Wк - кинетическая энергия их хаотического теплового движения, которые принимают значения:

 Wп = p m,a B0 = p m,a m0 H,

 Wк = 3/2 kT ( k - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура).

 Среднее значение проекции магнитного момента атома на направление внешнего поля равно

  (25.26)

 Вектор намагничивания парамагнетика равен

   (25.27)

где n0 - число атомов в единице объема.

  Сравнивая (25.22) с (25.19), можно записать выражение для магнитной восприимчивости парамагнетика:

 æ  (25.28)

 Уравнение (25.28) называется уравнением Ланжевена. Абсолютное значение магнитной восприимчивости парамагнетиков невелико и составляет около (10-4 ¸ 10-6), причем убывает с ростом температуры. 

 Таким образом, для парамагнетиков æ > 0, m > 1, в этих веществах индуци­руется незначительное внутреннее поле, параллельное внешнему, и усиливающее его, несмотря на обязательное наличие “электронного” диамагнетизма. 

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