|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Диамагнетизм | Диамагнетизм (далее Д) (от греч. dia... - приставка, означающая здесь расхождение (силовых линий), и магнетизм), один из видов магнетизма; проявляется в намагничивании вещества навстречу направлению действующего на него внешнего поля.
Д свойствен всем веществам. При внесении какого-либо тела в поле в электронной оболочке каждого его в силу закона электромагнитной индукции, возникают индуцированные круговые токи, т. е. добавочное круговое движение электронов вокруг направления поля. Эти токи создают в каждом индуцированный магнитный момент, направленный, согласно правилу Ленца, навстречу внешнему полю (независимо от того, имелся ли первоначально у собственный момент или нет и как он был ориентирован). В веществе Д может перекрываться в большей или меньшей степени электронным или ядерным парамагнетизмом, ферромагнетизмом или антиферромагнетизмом. У чисто диамагнитных веществ электронные оболочки (молекул) не обладают постоянным моментом. моменты, создаваемые отдельными электронами в таких в отсутствие внешнего поля взаимно скомпенсированы. В частности, это имеет место в ионах и молекулах с целиком заполненными электронными оболочками, например в инертных газов, в молекулах
Удлиненный образец диамагнетика в однородном поле ориентируется перпендикулярно силовым линиям поля (вектору напряженности поля). Из неоднородного поля он выталкивается в направлении уменьшения напряженности поля.
Индуцированный момент , приобретаемый 1 молем диамагнитного вещества, пропорционален напряженности внешнего поля Н, т. е. l = c. Коэффициент c называется молярной диамагнитной восприимчивостью и имеет отрицательный знак (т.к. и Н направлены навстречу друг другу). Обычно абсолютная величина c мала (~ 10-6), например для 1 моля c = - 1,9×10-6.
В изолированных токи, создающие Д, имеют наиболее простой характер. Вся совокупность электронов изолированного приобретает под действием внешнего поля синхронное вращательное движение вокруг оси, проходящей через центр параллельно направлению Н. Это совместное вращение всех электронов называется Лармора прецессией. Вклад каждого электрона в диамагнитную восприимчивость изолированного
где е - заряд электрона  - средний квадрат расстояния электрона от ядра m - масса покоя электрона, с - скорость света в вакууме. В соответствии с формулой (1) наибольший вклад в диамагнитную восприимчивость вещества дают наиболее удаленные от ядра электроны. Формула (1) позволяет теоретически рассчитать диамагнитную восприимчивость совокупности изолированных (например, 1 моля или 1 см3 вещества), если известно число электронов в и пространственное их распределение.
При не очень высоких температурах тепловое движение слабо влияет на движение электронов в них. Поэтому Д практически не зависит от температуры.
Если не изолированы друг от друга, а, напротив, сильно взаимодействуют между собой, например в жидкостях или твердых телах, то электронные оболочки таких деформируются, и наблюдаемый Д оказывается часто меньше, чем у изолированных
В металлах и полупроводниках часть валентных электронов имеет возможность перемещаться от к по всему образцу (в металлах число таких "свободных" электронов не зависит от температуры и очень велико, в полупроводниках оно сравнительно мало при низких температурах и быстро растет с нагреванием). Под воздействием внешнего поля свободные электроны двигаются по спиральным квантованным орбитам, что также вызывает небольшой Д (см. Ландау диамагнетизм). В некоторых веществах диамагнетизм Ландау особенно велик, например в и графите восприимчивость достигает - (200-300)×10-6 на 1 моль.
Во всех рассмотренных выше случаях диамагнитная восприимчивость слабо зависит от напряженности поля. Однако при очень низких температурах у металлов (например, , , ) и полупроводников в сильных полях наблюдается периодическое (осцилляционное) изменение восприимчивости при плавном увеличении напряженности поля (см. Де Хааза - ван Альфена эффект).
Наибольшее по абсолютной величине значение диамагнитной восприимчивости имеют сверхпроводники. У них c = - 1/4p " - 8×10-1, а индукция равна нулю, т. е. поле не проникает в сверхпроводник. Д сверхпроводников обусловлен не внутриатомными, а макроскопическими поверхностными токами.
Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Дорфман Я. Г., свойства и строение вещества, М., 1955, гл. 2; Киттель Ч., Введение в физику твердого тела, пер. с англ., М., 1937, гл. 8; Киренский Л. В., Магнетизм, 2 изд., М., 1967.
Я. Г. Дорфман.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
