Расщепление уровней магнитных ионов

Расходимость при низких частотах 245, 282 Расширение адиабатическое 7, 20, 41, 52, 67, 78, 79, 96, 98, 99, 423 Расщепление уровней магнитных ионов 385, 386, 388, 403, 405, 408, 409, 426, 463 Реальные газы 46, 49 [c.931]

Рио. 2. Расщепление уровней иона Сг + в рубине в магнитном воле, направление которого параллельно кристаллографической оси кристалла (О 0) и составляет с ней углы в 0 [c.403]

ПАРАМАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ — тип квантовых усилителей электромагнитных волн на твердом теле, в к-ром рабочим веществом служат различные парамагнитные кристаллич. материалы. Диапазон частот применения П. у. определяется величиной расщепления уровней энергии парамагнитных ионов в электрическом кристаллич. поле и во внешнем постоянном магнитном поле. Первые квантовые П. у. разработаны в США и СССР в 1957—58 гг. (подробнее см. Квантовый усилитель). [c.586]

Боли в гамильтониане в качестве дополнительного возмущения кристаллического поля учесть спин-орбитальное взаимодействие, то снимается даже (28 + 1)-кратное вырождение основного состояния. Однако это дополнительное расщепление уровней вполне может оказаться малым по сравнению как с к Т, так и с расщеплением во внешнем магнитном поле,, и тогда им можно пренебречь. Очевидно, что именно такая ситуация реализуется в ионах переходных металлов группы железа. [c.274]

Нижняя граница температур, достижимых при адиабатическом размагничивании, определяется пределами применимости утверждения, что энтропия зависит только от ШТ. Если бы это утверждение было точным, можно было бы понижать температуру до абсолютного нуля, уменьшая до нуля напряженность поля. Однако при малых полях энтропия должна вести себя по-другому, так как иначе энтропия 5 при Я = О не зависела бы от температуры. В действительности энтропия при нулевом поле должна зависеть от температуры, поскольку, согласно третьему началу термодинамики, она стремится к нулю при понижении температуры. Температурная зависимость энтропии в нулевом поле обусловливается существованием магнитного взаимодействия между парамагнитными ионами, увеличением роли расщепления уровней в кристаллическом поле при [c.276]

Расщепление спиновых уровней кристаллическим полем может оказаться много большим, чем частота, генерируемая радиоспектроскопом. Этот случай, понятно, относится лишь к ионам с четным числом электронов. При этом возможны два пути 1) переход к более высоким частотам 2) применение сильных магнитных полей порядка сотен тысяч гаусс. [c.81]

На рис. 15.10 показан случай, когда начальная температура Т1 = 1 К, а б = 10 кГс образец охлаждается до температуры 0,01 °К. Предел, до которого можно понизить температуру образца, используя метод адиабатического размагничивания, ограничивается собственным расщеплением спиновых энергетических уровней в нулевом поле, т е. расщеплением, которое имеет место в отсутствие внешнего магнитного поля. Расщепление в нулевом поле может быть вызвано электростатическим взаимодействием данного иона с другими ионами кристалла, взаимодействием между магнитными моментами ионов илн, наконец, взаимодействием ядерных моментов. В случае, показанном на рис. 15.10, расщепление спиновых уровней в нулевом поле считается обусловленным некоторым эквивалентным внутренним магнитным полем (эффективным локальным полем напряженность которого принята равной 100 Гс. В случае, показанном на рис. 15.8, такое расщепление в нулевом поле уменьшает энтропию в точках а и с сильнее, чем меньшие расщепления, вызываемые внешним полем в результате конечная температура оказывается не столь низкой, как была бы в отсутствие / д. [c.533]

В случае измерения расщепления основного уровня магнитного иона в кристаллическом электрическом поле маловероятно, что удастся точно подобрать нужную частоту высокочастотного генератора. Поэтому на образец накладывается магнитное поле, вызывающее дополнительное магнитное рас-щепленпе. Фиг. 21 иллюстрирует простой пример пусть низшим уровнем является спиновый уровень с [c.408]

В этом параграфе речь пойдёт о реализации идеи спин-локинга в оптике. Впервые такой вопрос был поставлен и экспериментально реализован в 1986 году А. Зевейлом с коллегами [179]. Оптическому диапазону присущи характерные особенности по сравнению с ЯМР-диапазоном. Первая из них состоит в том, что энергетические оптические расщепления уровней (скажем, ионов в кристалле) определяются внутрикристаллическим и внутриионным полями, а не магнитным полем Но, как это имеет место в ЯМР-диапазоне. Как следствие, при переносе идеи магнитного охлаждения в оптику мы не можем эффективно использовать изменение магнитного поля Щ, но всё же мы можем осуществить варьирование амплитуды электрического поля лазерного излучения и изменение параметра расстройки. [c.173]

Задача состоит в расчете энергетических уровней соли при учете совместного действия внешнего поля и взаимодействий в кристалле. Этими взаимодействиями, как упоминалось в ie. 4, являются штарковское расщепление, обусловленное электрическим полем немагнитных атомов, окружающих парамагнитный ион, сверхтонкое расщенленне, обусловленное магнитными и электрическимп пзанмодействиями с ядрами, и магнитные и обменные взаимодействия с соседними магнитными ионами. [c.461]

Следующими, после водорода и сходных с ним ионов, простейшими атомными системами являются гелий и сходные с ним ионы. Магнитный момент ядра гелия Не равен нулю, и поэтому на его линиях отсутствует сверхтонкая структура. Обнаруженная на линиях изотопа Не сверхтонкая структура объясняется расщеплением уровней на два сверхтонких подуровня, откуда следует, что магнитный момент ядра этого изотопа равен /3. Уровень ls2s3S дает расщепление на два сверхтонких подуровня с Av = 0,22 см и с обращенным порядком подуровень с = /2 лежит глубже подуровня [c.543]

ФАКТОР <есть причина, движущая сила какого-либо процесса, явления, определяющая его характер или отдельные его черты магнитного расщепления — множитель в формуле для расщепления уровней энергии, определяющий величину расщепления, выраженный в единицах магнетона Бора размагничивающий— коэффициент пропорциональности между напряженностью размагничивающего магнитного поля образца и его намагниченностью структурный—величина, характеризующая способность элементарной ячейки кристалла к когерентному рассеянию рентгеновского излучения, гамма-излучения и нейтронов в зависимости от внутреннего строения ячейки) ФЕРРИМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты ионов, входящих в его состав, образуют две или большее число подсистем (магнитных подрещеток) ФЕРРОМАГНЕТИЗМ—состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты атомов или ионов самопроизвольно ориентированы параллельно друг другу ФИЛЬТРАЦИЯ—движение жидкости или газа через пористую среду ФЛУКТУАЦИЯ <есть случайное отклонение значения физической величины от ее среднего значения, обусловленное прерывностью материи и тепловым движением частиц абсолютная — величина, равная корню квадратному из квадратичной флуктуации квадратичная 01ли дисперсия) равна среднему значению квадрата отклонения величины от ее среднего значения относительная равна отношению абсолютной флуктуации к среднему значению физической величины) ФЛУОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, быстро затухающая после прекращения действия возбудителя свечения ФОРМУЛА (барометрическая — соотношение, определяющее зависимость давления или плотности газа от высоты в ноле силы тяжести Больнмаиа показывает связь между энтропией системы и термодинамической вероятностью ее состояния Вина устанавливает зависимость испускательной способности абсолютно черного тела от его частоты в третьей степени и неизвестной функции отношения частоты к температуре) [c.292]

При анализе явления Зеемана в спектрах некубических кристаллов удобно различать два случая Яо С и Яо 1 С , где С — главная ось порядка п. При //о С для изолированных спектральных линий наблюдаются простые симметричные картины расщепления (линейный эффект Зеемана). Зная параметры кристаллического поля (из данных ЭПР или из оптических данных), моншо рассчитать, действуя обычными методами теории возмущений, величины расщепления уровней, связанных с исследуемыми оптическими переходами и имеющими вырождение не выше двухкратного. На основании сравнения g -факторов наблюдаемого и вычисленного может быть сделано заключение о том, с каким уровнем изолированного иона связан данный штарковский подуровень. Однако, такой анализ, в ряде случаев весьма сложен по той причине, что в слабых кристаллических полях (например, сравнительно слабые поля этилсуль-фатов редких земель) редко встречаются изолированные уровни, расщепление которых в сравнительно сильных магнитных полях было бы свободно от взаимодействия с соседними уровнями. [c.100]

Наряду с указанными выше сведениями, общими для всех рассмотренных способов воздействия на кристалл, эти исследования дают ряд параметров, специфических для каждого типа возмущения. Эта специфика в первую очередь касается параметров, определяющих величины расщеплений уровней (g-фактор для магнитного поля, параметры деформационного или штарковского возмущения). Величины этих параметров сущест-венпо связаны с волновыми функциями электронных уровней в кристалле. Электрическое ноле, так же как и деформационное возмущение, действует на орбитальное состояние иона, тогда как магнитное поле воздействует также и на спин. Благодаря этому последнему обстоятельству исследования, проводимые при различных типах возмущения, могут взаимно дополнять друг друга. [c.116]

Следует заметить также, что расщепление уровней ионов в кристаллах во внешних полях может наблюдаться пс только по расщеплениям в спектрах, но и по связанным с ними явлениям в ходе ноказателя преломления кристаллов вблизи линий поглощения. К таким явлениям относятся вращение плоскости поляризации в магнитном поле вблизи линий (эффект Маккалузо—Корбино), двулучепреломление в магнитном поле вблизи линий (эффект Фохта) и недавно обнаруженная [88] аномальная дисперсия вынужденного двулучепреломлепия вблизи линий при воздействии деформаций на кристалл. [c.117]

Можно было бы предположить, что кристаллическое поле часто будет иметь столь высокую симметрию (например, кубическую), что вырождение окажется больше минимального вырождения, допускаемого теоремой Крамерса, Существует, однако, другая теорема, доказанная Яном и Теллером она относится к магнитному иону, который находится в узле кристаллической решетки со столь высокой симметрией, что вырождение основного состояния иона превышает крамерсовское минимальное вырождение. Согласно их теореме, в этом случае энергетически выгодной будет такая деформация кристалла (связанная, например, со смещением ионов из равновесных положений), при которой произойдет достаточное для снятая вырождения понижение симметрии. Теорема Яна и Теллера не гарантирует того, что снятие вырождения будет достаточным, чтобы играть существенную роль (т. е. что соответствухощее расщепление уровней будет сравнимо с к дТ или с расщеплением уровней во внешнем магнитном поле). Если оно окажется недостаточно большим, то заметного эффекта Яна — Теллера не будет. [c.275]

Краткий обзор теории Ван-Флека [6, 7]. Низший энергетический уровень свободного иона, характеризующийся полным угловым моментом /, величина которого может быть вычислена по правилу Хунда при анализе спектров, является (2/+ 1)-кратно вырожденным. Магнитное поле снимает это вырождение, образуя группу (2/-t l) эквидистантных уровней, отстоящих друг от друга на расстояние, где i = е/2тс) (/г/2-п )—магнетон Бора, g —фактор расщепления Ланде. При g=2 и Н — 0ООО эрстед это расстояние равно - 0,9 Упомянутые уровни характеризуются величиной nij, которая принимает значения /,/ — 1,. .., —соответствующие значениям Wygp-B компонент [1я магнитного момента в направлении Н. Полная намагниченность грамм-моля будет в. чтом случае равна [c.384]

Сверхтонкая структура. Если ядро парамагнитного иона обладает снином /, то имеет место небольшое расщеиленне основного уровня (эффект сверхтонкого расщепления). Оно состоит из двух частей, обусловленных 1) магнитным взаимодействием между магнитными моментами ядра и электронов и 2) электрическим взаимодействием между электрическим квадру-иольным моментом ядра и градиентом (в месте расположения ядра) электрического поля, создаваемого электронами. Первая из этих составляющих имеет порядок 10 eлГ , вторая еще меньше. [c.465]

В свободном состоянии ион хрома находится в состоянии, однако вследствие полного замораживания орбитальных уровней (см. п. 30 и 4) его эффективным состоянием в квасцах является Четырехкратно вырожденный основной уровень под действием тригональной компоненты электрического ноля расш енляется на два крамерсовских дублета с расстоянием между ними kfj. Поскольку о имеет порядок 0,25° К (см. ниже), магнитный момент и энтропия при 1° К могут быть представлены функцией Бриллюэна с J=S = и g=2 [см. (29.1) и (29.2)]. Для магнитного момента этот вывод был подтвержден экспериментально [122, 123]. Хадсон [106], а также Даниэле и Кюрти [75] вычислили небольшую поправку к энтропии, обусловленную расщеплением. [c.469]

Сульфат гадолиния. Gd2(SOj )3 SHjO вес грамм-иона 373,0 плотность 3,010. Свободный ион гадолиния находится в состоянии 6 и, следовательно, орбитальный магнетизм отсутствует. Восьмикратно вырожденный спиновый уровень расш епляется кубическим нолем на два дублета и квар тет, расположенный между ними расстояния между уровнями находятся в отношении 3 5 [100]. Поле более низкой симметрии может вызвать дальнейшее расщепление квартета. Если эти штарковские расщепления малы по сравнению с 1° К, то магнитный момент и энтропия могут быть описаны [c.497]

В спектроскопии кристаллов, содержащих ионы с незаполненными внутренними f-и d-оболочками, значительное место занимают исследования спектров кристаллов во внешних полях. Сюда относятся исследования спектров кристаллов во внешнем магнитном поле (эффект Зеемана) и во внешнем электрическом поле (эффект Штарка), а такн<е специфические для твердых тел исследования спектров при непосредственном изменении внутрикристаллического ноля, осуществляемом путем направленной деформации кристалла (пьезоспектросконический эффект). Возможность проведения этих топких спектроскопических исследований обусловлена узкополосным характером спектров ионов с незаполненными оболочками в кристаллах, позволяющим регистрировать относительно небольшие расщепления и смещения полос в спектрах кристаллов во внешнем ноле. Разнообразные явления, наблюдаемые в спектрах кристаллов во внешнем ноле, представляют не только самостоятельный интерес, но и дают чрезвычайно ценную информацию о состоянии иона в кристаллической решетке, об энергетических уровнях и оптических переходах в ионах в решетке. [c.99]

Эффект Зеемана явился одним из спектроскопических методов, которыми было доказано, что наиболее яркая линия излучения Кд 7078 А в спектре aFg — Sm + связана с электрическим дипольным переходом, совершаемым между возбужденным состоянием иона Sm +, принадлежа-га,им смешанной f d-конфигурации, и конечным состоянием, относящимся к f -конфигурации, [(Р(5) Г —> ( ) Г4+]-переход [47, 48]. В то же время интенсивные линии излучения в SrFj — Sm + и BaFj — Sm + в магнитном поле дают картины расщепления, характерные для магнитно-диполь-ного перехода, совершаемого между уровнями i -конфигурации иона Sm + ([( Do) ri+ - > ( Р1) Г4+]-нереходы). [c.105]

Перейдем теперь к случаю, когда примесный ион находится в кубическом кристалле в локальном поле кубической симметрии. В этом случае расщепление спектральных линий обусловлено истинным расщеплением вырожденных электронных уровней иона при деформационном понижении симметрии поля, действующего на ион. В [65] путем теоретикогруппового расчета и использования теории возмущений были получены основные характеристики расщепления спектральных полос (число, относительная интенсивность, поляризация и величина смещения компонент расщепления) для всех возможных электрических и магнитных дипольных переходов между различными уровнями ионов, находящихся в полях симметрии Oh и Тц, при одноосном С5катии кристаллов вдоль <100>, <110>. Кратность [c.111]

Сравнение между собой явлений, возникающих в спектрах иопов в кристаллах во внешних нолях различных типов (магнитном, электрическом и при деформации), показывает, что, несмотря иа различие в механизмах воздействия, все три типа возмущения имеют много общих черт. Во всех случаях внешнее воздействие можно рассматривать как некоторое анизотропное возмущение, которое понижает симметрию внутрикристаллического ноля и снимает различного рода энергетическое вырол<де1 ие уровней ионов в кристалле. Возникающие расщепления или смещения уровней, а также смешивание состояний проявляются в расщеплении линий или в изменении их интенсивностей. Много общего такл е в лхетодике расчета рассмотренных выше явлений. Во всех случаях расчет основан па теоретико-групповом анализе и теории возм5 щений. [c.115]

В сильном магнитном поле схема энергетических уровней свободного атома или иона изменяется в основном за счет обычного зеемановского расщепления электронных уровней сверхтонкое взаимодействие приводит к дополнительному расщеплению. Энергию этого взаимодействия при наличии сильных полей можно записать в виде и атзШ/, где гпз и /П/ — магнитные квантовые числа. На рис. 17.11 изображены четыре уровня двум электронным переходам Атз = 1, Ашг = О (1 ч 4 и [c.608]

В свободном пространстве основное состояние тре.хкратно вырождено и ему отвечают магнитные квантовые числа пи — 1, О, —1. В магнитном поле этот трехкратно вырожденный уровень расщепляется на три уровня, причем энергетические интервалы между образовавшимися уровнями будут пропорциональны величине поля В. Это пропорциональное полю расщепление яв-ляется причиной обычной парамагнитной восприимчивости свободного иона. В кристалле картина может быть шюй. Для описания основного нсвозму-щенного состояния нона возьмем три волновые функции [c.764]

По спектрам ЯМР можно судить о природе связи в магнитных кристаллах. Величина магнитного поля, действующего на данное ядро, зависит не только от напряженности внешнего поля, но также от локального поля, обусловленного диполь-дипольпым взаимодействием соседних ядер и атомов. Определяя резонансную частоту, нетрудно измерить величину зеемановского расщепления энергетических уровней ядер в данном магнитном поле. По величине расщепления и известным магнитным моментам различных ядер можно определить общую величину поля в области ядра. Исследуя спектры при разной ориентации кристалла по отношению к внешнему магнитному полю, можно получить угловое распределение локального магнитного поля. Зная свойства локального поля, можно определить природу сил связи между атомами и ионами в твердом теле. Например, в антиферромагнетике Мпр2 в локальное магнитное поле вблизи иона Мп " вносят вклад как электроны, участвующие в образовании связи, так и соседние парамагнитные ионы марганца. Вклад р- и 5-электронов в связь и степень ковалентности можно вычислить, так как ионная и ковалентная структуры [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...