Диамагнетизм

Таким образом, идеальный диамагнетизм, так же как и нулевое сопротивление, является фундаментальным свойством сверхпроводника. [c.264]

Лондонами в дополнение к уравнениям Максвелла были получены уравнения для электромагнитного поля в таком сверхпроводнике, из которых вытекали его основные свойства отсутствие сопротивления постоянному току и идеальный диамагнетизм. Однако в силу того, что теория Лондонов была феноменологической, она не отвечала на главный вопрос, что представляют собой сверхпроводящие электроны. Кроме того, она имела еще ряд недостатков, которые были устранены В. Л. Гинзбургом и Л. Д. Ландау. [c.266]

Физическая природа диамагнетизма может быть понята на основе классической модели атома, в которой считается, что электроны движутся вокруг ядра по замкнутым орбитам. Каждая электронная орбита аналогична витку с током. Поведение витка с током в магнитном поле хорошо известно из теории электромагнетизма. Согласно закону Ленца, при изменении магнитного потока, пронизывающего контур с током, в контуре возникает э. д. с. индукции, в результате чего изменяется ток. Это приводит к появлению дополнительного магнитного момента, направленного так, чтобы противодействовать внешнему магнитному полю. Другими словами, индуцированный магнитный момент направлен против поля. В контуре, образуемом. движущимся по орбите электроном, в отличие от обычного витка с током сопротивление равно нулю. Вследствие этого, индуцированный магнитным полем ток сохраняется до тех пор, пока существует поле. Магнитный момент, связанный с этим током, и есть диамагнитный момент. [c.322]

ДИАМАГНЕТИЗМ И ПАРАМАГНЕТИЗМ ТВЕРДЫХ ТЕЛ [c.329]

Одной из причин результирующего диамагнетизма некоторых металлов является то, что в них из-за малой плотности состояний невелик парамагнетизм электронного газа [см. (10.31)]. Такая ситуация имеет место, например, в бериллии. Атомы бериллия [c.331]

Другой причиной результирующего диамагнетизма металлов является большое число электронных орбит в атомах и большие радиусы этих орбит (Си, Ag, Au, Zn, Ga н т. д.). [c.332]

Отметим, наконец, что электроны проводимости обладают не только парамагнетизмом, но и диамагнетизмом. Согласно классической теории диамагнетизм электронного газа должен быть равен нулю. Это вытекает, например, из энергетических соображений. Магнитное поле искривляет траектории движения электронов проводимости, не изменяя, однако, модуля их скорости. Поэтому при включении магнитного поля кинетическая энергия электронов не изменяется. [c.332]

Учет квантовых свойств электрона позволил Л. Д. Ландау открыть диамагнетизм электронного газа. Он показал, что диамагнитная восприимчивость электронного газа [c.332]

При рассмотрении свойств макроскопических сверхпроводников, которое было дано в разделе 2, необходимо строго разграничивать так называемые полные токи п токи Мейснера. Первые наводятся в многосвязных проводниках и поддерживают полный магнитный поток постоянным, а вторые представляют собой экранирующие поверхностные токи, которые обеспечивают равенство индукции нулю внутри сверхпроводящего материала. Конечно, такое деление носит искусственный характер, так как оба тока имеют одну и ту же внутреннюю природу. Мы пользуемся этим разделением для того, чтобы иметь возможность применить для решения задачи уравнения Максвелла для двух предельных случаев, а именно для случая бесконечной проводимости и случая идеального диамагнетизма. Мы снова подчеркиваем, что эти два условия различны и в электродинамике Максвелла их нельзя смешивать. [c.641]

Члены, не зависящие от Ак, в пренебрежении величинами порядка кр1) приводят к диамагнетизму Ландау. Таким образом, наличие конечной длины свободного пробега оказывает ничтожное влияние на обычный диамагнетизм. Члены, пропорциональные Д/с, вместо (21.14) с точностью до величин того же порядка дают [c.719]

В настоящее время считается, что адекватное описание сверхпроводимости не может быть получено на основе модели индивидуальных частиц. Тем не менее интересно исследовать свойства вырожденного электронного газа, считая, что и 3 — независимые переменные и не связаны между собой, как в случае единственной зоны Бриллюэна. Большой диамагнетизм не получается даже при очень малых т , если только не предположить недопустимо большие значения Е . [c.720]

Диамагнетизм и парамагнетизм металлов [c.143]

Диамагнетизм атомов и ионов. Явление диамагнетизма связано со стремлением электрических зарядов частично экранировать внутреннюю часть объема тела от действия внешнего магнитного поля. Предположим, что электрон в атоме [c.143]

Диамагнетизм металлов. Металлы составляют значительную группу диамагнетиков (около 20). С известным приближением можно принять, что в диамагнетизме твердых и жидких металлов наряду с атомными остовами (ионами) принимают участие и валентные электроны, которые образуют газ электронов проводимости. [c.146]

Поскольку диамагнетизм связан с орбитальным двих<ением электронов в атомах, он присущ всем телам без исключения, т. е. является универсальным магнитным свойством. В любых веществах независимо от их агрегатного состояния или структуры диамагнетизм присутствует. Однако часто он перекрывается более сильными магнитными эффектами — парамагнетизмом или ферромагнетизмом. [c.324]

Разделим условно все тЬердые тела на неметаллы и металлы. Предположим, что кристаллическая решетка построена из атомов, не имеющих недостроенных внутренних оболочек. Как в случае металлов, так и в случае неметаллов решетка проявляет диамагнетизм. На диамагнитный момент внутренних, заполненных оболочек атомов близость других атомов влияния не оказывает. Поэтому вклад этих оболочек в результирующий магнитный момент такой же, как у изолированных атомов. [c.329]

Настоящая глава служит введением к изучению последующих г лав и ноутому в пей НС дается полного описания явлений магнетизма, а приводятся только пеко-торые детали вопроса, которые связаны с исследованиями в области низких температур. Ие рассматривается диамагнетизм, ферромагнетизм и магнитные свойства металлов. [c.381]

Диамагнетизм не принимается во внимание, так как при низких температурах он обычно не существен. Величины (к, п ) представляют собой высокочастотные элементы матрицы магнитного момента, индекс О означает, что матрица соответствует состояниям в отсутстние aneninej O поля ц—величина постоянного магнитного момента, матрица которого образована пз матрицы путем исключения высокочастотных элементов. [c.385]

Ф и г. 4. Зависимость удельной восприимчивости х от температуры (с поправкой на диамагнетизм) для V2(NH4)2(S04)4-24H20. Сплошная ЛИНИН—теоретически вычислен-пая кривая, точки—аксперимеитальпые результаты. [c.390]

Поправки. При низких температурах поправки на диамагнетизм самого образца соли и его держателя менее существенны, чем при высоких температурах, хотя во многих случаях ими пренебречь нельзя. Кроме того, может оказаться существенным влияние размагничивающего поля и поля соседних окружающих ионов. Для сферического кристалла с кубической решеткой эти поправки равны и иротивоноложны но знаку, так что они компенсируют друг друга. В обычных же случаях (когда они не равны друг другу) результат их сложения может быть сравним с каждой из них. Рассмотрим следующий пример для сферы размагничивающее поле равно j. Когда It—объемная восприимчивость—порядка 3 10 , то равно 10 , так что вследствие этого эффекта в ириложеииом поле должна быть учтена поправка - 1%. Для веществ типа Gd2(S0Jg-8H 0, для которых восприимчивость на 1 см при 1°К равна 0,064 в области малых полей, величина /з тех составляет уже 0,27. Указанные поправки становятся особенно существенными нин<е 1 К. Необходимо также учитывать различие в рассмотренном эффекте в случае замены монокристаллического образца порошком. Подобные расчеты были сделаны де-Клерком [34] (см. также гл. VII). [c.394]

Незатухающие токи. Для сверхпроводящих образцов некоторых конфигураций магнитные свойства, обусловленные бесконечной проводимостью, могут перекрывать те свойства, которые связаны с идеальным диамагнетизмом. Так именно и происходит в образцах, имеющих форму катушек и колец. Рассмотрим помещенную в магнитное поло замкнутую катушку из сверхпроводящей проволоки, находящейся в нормальном состоянии. При охлаждении катушки ниже точки перехода магнитный поток, пронизывающий ее, остается неизменным. Если затем изменить магнитное поле, то в катушке, в соответствии с законом Фарадея, будет возбуждаться ток. Этот ток течет но поверхности сверхпроводящей проволоки и складывается с экранирующим иоверхност- [c.615]

Вскоре после открытия эффекта Мейснера Ф. Лондон и Г. Лондон ) развили электродинамику сверхпроводимости, в которой рассматриваются с единой точки зрения свойства простых и многосвязных тел. Другими словами, в этой электродинамике объединены требования о бесконечной ироводи-мости и идеальном диамагнетизме. Однако формулировки Ф. Лондона и Г. Лондона излишне сложны при рассмотренип большинства свойств макроскопических сверхпроводников, поэтому удобнее пользоваться менее нзящ- [c.641]

Вскоре после того, как промежуточное состояние было изучено экспериментально, Ландау [103] разработал теорию этого состояния, которая предсказывает размеры сверхпроводящих и нормальных областей. Теория основана на представлении о существовании дополнительной свободной энергии границы раздела фаз, которую можно назвать положительной поверхностной энергией. Ф. Лондон [116] (см. такн№ гл. IX, п. 27) показал, что присутствие положительной поверхностной энергии необходимо для обеспечения эффекта Мййспера в макроскопических образцах. Можно показать, что при отсутствии поверхностной энергии (или при отрицательной поверхностной энергии) магнитная свободная энергия сверхпроводящего образца в любом сколь угодно малом поле будет иметь наименьшую величину, если образец разделятся на бесконечно тонкую смесь сверхпроводящих и нормальных слоев. Естественно, что при этих условиях эффект Мейс-иера будет отсутствовать. Поскольку идеальный диамагнетизм является одним из основных свойств сверхпроводника, мы должны предположить существование положительной поверхностной энергии у границы фаз. Такое предположение исключает возможность расслоения образца на тончайшие сверхпроводящие и нормальные области, поскольку подобный процесс привел бы к значительному возрастанию поверхностной свободной энергии. В результате состояние образца, обнаруживающего эффект Мойс-иера, оказывается энергетически значительно более выгодным, чем состояние, при котором образец подразделяется на слон. [c.650]

УпоАГЯнутая н<есткость)> должна быть квантовы.м эффектом. Можно в весьма общей форме показать, что классическая система ][е обладает диамагнетизмом (теорема ван-Лёффена). Хороню известное следствие квантовой теории заключается в том, что атом или молекулы имеют в однородном поле диамагнитный момент, пронорциональный квадрату радиуса орбиты. Сильный диамагнетизм сверхпроводников, несомненно, связан с большой размазанностью волновой функции. В этом случае диамагнетизм настолько велик, что внутри образца магнитное поле падает до нуля. [c.703]

Адамс 162] рассмотрел восприимчивость Ландау — Пайорлса в случае большого диамагнетизма, являющегося следствием малой аффективной массы в теории Блока. Он пришел к заключению, что недиагональные члены, соответствующие переходам между зонами, которыми обычно пренебрегают, в действительности велики, в силу чего результат станет неоцределенным. [c.720]

Отметим, что большой диамагнетизм наблюдается только, когда длина волны электронов велика по сравнению с глубиной проникновения поля. Волновые функции электронов в этом случае размазываются на расстояния, большие по сравнению с глубиной проникновения поля. В этом смысле предельным случаем является идеальный газ Бозе — Эйнштейна заряженных частиц. Ниже температуры конденсации некоторая часть электронов находится в самом нижнем состоянии, причем волновая функция этого состояния размазывается на весь объедг. Это соответствует в рассмотренном выше примере пределу и мы получаем обычную [c.721]

Другим взаимодействием, которое, как предполагают, обусловливает сверхпроводимость, является магнитное взаимодействие между электронами. Такие взаимодействия могут быть учтены в приближении Хартри путем включения магнитных полей электронных токов как самосогласованных. В случае сильного диамагнетизма это существенно и было сделано в разделе 3. Электронные токи определяются магнитным полем и в свою очередь дают вклад в поле. Однако неясно, насколько необходимо принимать во внимание специфические магнитные взаимодействия между отдельными электронами. Отметим, что Уэлкер [181 пытался развить теорию сверхпроводимости на основе магнитных обменных взаимодействий. [c.754]

Явление диамагнетизма присуще всем веществам без исключения. Диамагнетизм многих солей, например ЫаС1. объясняется тем, что ионы N3+ и С1 , образующие кристаллическую решетку, имеют запрлненные электронные оболочки, близкие к оболочкам Ые и Аг. [c.145]

У меди имеется один 4з-электрон и целиком задолненная Зб-оболочка (10 электронов). Большие орбиты Зб-электронов и значительное их число делают диамагнетизм замкнутых оболочек меди преобладающим над парамагнетизмом свободного 48-электрона. Если же энергетические зоны целиком заполнены или совершенно пусты (изоляторы), то твердое тело также обладает диамагнитными свойствами. Полупроводники были бы диамагнитными, если бы не малые парамагнитные составляющие восприимчивости, обусловленные свободными электронами. [c.150]

Для соединений с иаН Н ой связью можно считать, что если бы ионы были абсолютно жесткими и полностью сохраняли свою индивидуальность в данном соединении, то магнитная восприимчивость соединения должна была бы аддитивно складываться из вооприимчивостей отдельных ионов. Поскольку в таком случае каждый ион являлся бы центрально-симметричной системой, то восприимчивость каждого иона представляла бы чистый диамагнетизм Xd и, следовательно, восприимчивость соединения [c.154]

В случае чисто ковалентных соединений связь образуется одной парой электронов, спины которых при этом ориентируются антипараллельно, и магнитный момент электронной пары оказывается равным нулю. Поэтому электронное облако связующей пары должно обнаруживать ланжевеновский диамагнетизм Xd. зависящий от габаритов облака, и ван-фле-ковский парамагнетизм хр. зависящий от симметрии облака. Действительно, электронное облако связи есть тело вращения. [c.155]

Физика. Справочные материалы (1991) -- [ c.184 ]

Физика низких температур (1956) -- [ c.385 , c.394 , c.566 , c.629 , c.641 , c.650 , c.679 , c.680 , c.691 , c.701 , c.703 ]

Физические величины (1990) -- [ c.27 , c.330 ]

Атомы сегодня и завтра (1979) -- [ c.107 ]

Теплоэнергетика и теплотехника Общие вопросы (1987) -- [ c.219 ]

Металлургия и материаловедение (1982) -- [ c.4 , c.14 ]

Металловедение и термическая обработка стали Т1 (1983) -- [ c.305 ]

Металловедение и термическая обработка стали Справочник Том1 Изд4 (1991) -- [ c.2 , c.93 ]

Физическое металловедение Вып I (1967) -- [ c.278 , c.279 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.277 ]

Краткий справочник по физике (2002) -- [ c.136 ]

Физика твердого тела Т.2 (0) -- [ c.0 ]

Техническая энциклопедия Т 12 (1941) -- [ c.347 ]

Физика твердого тела Т.1 (0) -- [ c.0 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...