Диамагнетизм электронного газа

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]

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]

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 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]

Металлы первой подгруппы периодической системы (Си, Ag и Аи) тоже имеют, в основном, один электрон проводимости на каждый атом, что, в частности, можно заключить по их слабому диамагнетизму. Однозарядные ионы с четным числом электронов не имеют магнитного момента. Так как электронная оболочка ионов отлична от оболочки атомов инертного газа, то электроны проводимости могут проникать весьма далеко вглубь ионов, на что указывает высокая энергия ионизации атомов Си, Ag и Аи. Следовательно, каждый из этих ионов представляет собой значительно более глубокую потенциальную яму для электронов проводимости > чем ионы щелочных металлов. Благодаря относительно большой вероятности нахождения электронов в этой потенциальной яме> [c.9]

К диамагнетикам относятся водород, инертные газы, большинство органических соединений, каменная соль и ряд металлов (медь, цинк, серебро, золото, рту-ть, а также висмут, сурьма, графит). Диамагнетизм может быть объяснен с точки зрения электронной теории. Под действием магнитного поля вращающиеся электроны начинают прецессировать, давая магнитный момент, противоположный намагниченному полю. [c.290]

Металл, ионы которого не имеют результирующего момента, будет либо диамагнетиком, когда диамагнетизм ионного остова н диамагнетизм электрониого газа перекрывают парамагнетизм электронного газа (благородные металлы), либо темпера-гурно иезависи.мым парамагнетиком в обратном случае (щелочные металлы). Прк наличии собственных моментов у ионов тип магнеФизма определяется взаимодействием их между собой и с электронным газом. [c.225]

Диамагнетизм и парамагнетизм М. Электроны прово-1 дикости обладают как парамагнитными (из-за наличия] у каждого электрона собств. магн. момента), так и диа- магн. свойствами, обязанными квантованию движе-) ния электронов в плоскости, перпендикулярной магн. полю (см. Диамагнетизм). В теории Друде — Лорен-1 ца — Зоммерфельда (с эфф. массой т электрона вместо т ) мазнитная восприимчивость электронного газа рав- на [c.118]

Этот ответ для намагничения полностью вырожденного электронного газа включает как учет спинового парамагнетизма (W. Pauli, 1927) М //Зп = /ЗН/ Уз) р, так и диамагнетизма, возникающего за счет изменения характера квантового движеийя зарядов в магнитном поле (Л.Д.Ландау, 1930), Мд а = - [c.234]

В связи с теоремой Бора и мисс ван Левен возникает также еще один вопрос не противоречит ли ей полученный в 1930 г. Л.Д.Ландау результат для диамагнетизма свободного электронного газа (см. задачу 16). Прежде всего, полученный Ландау результат существенно опирается на то, что при включении поля Я характер движения зарядов по сравнению с классическим их повелением изменяется кардинально, окружностей у)ре нет, и вышеприведенное рассуждение теряет всякий смысл. И во-вторых, если выделить из результата задачи 16 внутреннюю сумму для свободных зарядов [c.272]

Этот ответ для намагничения полностью вырожденного электронного газа включает как учет спинового парамагнетизма (W. Pauli, 1927) Мо/Р =рЯ / — гр, так и диамагнетизма, возникающего [c.552]

ЛАНДАУ ДИАМАГНЕТИЗМ, диамагнетизм свободных эл-нов во внеш. магн. поле предсказан Л. Д. Ландау в 1930. Магн. св-ва электронного газа, помещённого в магн. поле Н, обусловлены наличием у эл-нов собств. спинового магн. момента (см. Спин) и изменением характера движения свободных эл-нов под влиянием поля Н. Магн. поле искривляет траекторию движения эл-нов т. о., что проекция их движения на плоскость, перпендикулярную Н, приобретает вид замкнутых траекторий (орбит). Возникшее квазипериодич. движение эл-нов по орбите квантуется и даёт диамагнитный вклад хл. д. в магнитную восприимчивость электронного газа [c.344]

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]

В металлах и полупроводниках кроме Д. атомных электронов имеет место также Д. (и парамагнетизм) свободных электронов и дырок. Классич. газ свободных носителей заряда, согласно теореме вап Левен, но должен обладать Д. Однако Л. Д. Ландау (1930) показал, что квантование орбит носителей заряда в плоскости, перпендикулярной И, приводит к возникновенпю диамагн. момента (см. Ландау диамагнетизм). Соответствующая диамагн. восприимчивость единицы объёма [c.613]

ЛАНДАУ диамагнетизм — диамагнетизм систелш подвижных носителей зарядов (напр., электронов проводимости в металлах). Предсказан Л. Д. Ландау в 1930. Л. д. представляет собой чисто квантовый аффект, обусловленный квантованием орбитального движения заряж. частиц в магн. поле (квантуется энергия движения в плоскости, перпендикулярной полю, см. Ландау уровни). Л. д. связан С тем, что при помещении заряж. частиц в магн. поле траектории свободного движения частиц искривляются и возникает добавочное магн, поле, противоположное внеш. полю, т. е. у системы заряж. частиц появляется добавочный диамагн. момент. Л. д. заметно проявляется при низких темп-рах (ниже темп-ры вырождения) и может наблюдаться в вы-рождепном газе свободных электронов и у электронов проводимости в металлах, полуметаллах и полупроводниках. В простейшей модели вырожденного газа электронов проводимости в твёрдом теле с квадратичным законом дисперсии (е, р и пг — энергия, [c.571]

Диамагнетиками являются вещества с отрицательной восприимчивостью (х < 0 [i -< 1). Величина магнитной восприимчивости их очень мала, около 10 GSM. К диамагнетикам относятся водород, инертные газы, громадное большинство органических соединений, каменная соль и ряд металлов медь, цинк, серебро, золото, ртуть, а также висмут, галлий, сурьма, графит. Диамагнетизм может быть объяснен с точки зрения электронной теории под действием магнитного поля вращающиеся электроны начинают прецессировать, давая магнитный момент, противоположный намагничивающему полю. [c.338]

Физическая природа диамагнетизма может быть понята на основе классической модели атома, в которой считается, что электроны движутся по замкнутым орбитам. Каждая электронная орбита аналогична витку с током. Под действием внешнего магнитного поля электроны в заполненных электронных оболочках начинают прецессироватъ. Электронную прецессию можно рассматривать как круговые токи. Это движение электрического заряда вызывает магнитное поле, которое, по правшу Ленца, будет направлено так, чтобы уменьшить воздействие со стороны внешнего поля. Индуцированный магнитный момент и есть диамагнитный момент, который существует до тех пор, пока существует внешнее поле. Диамагнетизм свойствен всем веществам, кроме атомарного водорода, так как у всех остальных веществ имеются спаренные электроны и заполненные электронные оболочки. Диамагнетики характеризуются малой отрицательной намагниченностью. К ним относятся, например, благородные газы, некоторые металлы (медь, бериллий, цинк, свинец и др.), полупроводники (кремний), диэлектрики (полимеры, стекло). [c.277]

СЛИШКОМ массивны, чтобы обладать заметными орбитальными магнитными моментами, а собственный магнитный момент ядер примерно в 1(Я раз меньше соответствующего магнитного момента электрона. Ориентация электронных спинов во внешнем магнитном поле приводит к явлению парамагнетизма, а орбитальное движение электронов лежит в основе диамагнетизма. В реальном веществе эти два эффекта конкурируют между собой. Однако в этом параграфе мы полностью игнорируем явление парамагнетизма, а также пренебрегаем взаимодействием электронов с атомами. Таким образом, мы рассматриваем идеализированную задачу о газе свободных электронов во внешнем магнитном поле, считая их для простоты бесспино-выми частицами. Такая модель наглядно иллюстрирует возникновение диамагнетизма в результате квантования орбит, но, конечно, слишком упрощена для использования в физических приложениях [c.263]

Электроны проводимости вносят в восприимчивость нормального металла вклад Хс. в> а вклад, связанный с диамагнетизмом заполненных оболочек ионных остатков, равен Х1оп Пусть восприимчивость электронов проводимости определяется формулами для восприимчивостей Паули и Ландау газа свободных электронов покажите, что в этом случае [c.284]

Этот результат на фоне классической ланжевеновской теории диамагнетизма кажется совершенно неожиданным. Каждый заряд в поле Н должен описывать окружности в плоскости, перпендикулярной поЛю, с циклотронной частотой, создавая тем самым диамагнитный момент. Подобное представление о природе диамагнетизма не лишено оснований применительно к электронам, входящим в оболочку атомов, однако газ свободных зарядов, как мы показали выше, магнитной восприимчивости вообще не имеет. [c.270]

Инертные газы и. предшествующие -им элементы, которые кристаллизуются согласно правилу (8 — N), являются диамаг-нет икам и. Диамагнетизм обычно слаб грамм-атомная восприимчивость имеет величину порядка О50-10 Ионы, имеющие электронную конф-игурацию с 8 или 18 электронами а наружной оболочке, также диамагнитны, и их восприимчивость того же порядка. [c.115]

Этот результат на фоне классической ланжевеновской теории диамагнетизма кажется совершенно неожиданным. Каждый заряд в поле Я должен описывать окружности в плоскости, перпендикулярной полю, с ларморовой частотой, создавая тем самым диамагнитный момент. Подобное представление о природе диамагнетизма не лишено оснований применительно к электронам, ВХОДЯШ.ИМ в оболочки атомов, однако газ свободных зарядов, как мы показали выше, магнитной восприимчивости вообш,е не имеет. Этому эффекту была впоследствии найдена и своя наглядная интерпретация. Выделим из всех заряженных частиц те, которые имеют одинаковую скорость так что они все описывают в поле Я круги одинакового радиуса (рис. 219). Пространственное [c.592]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...