Парамагнетизм электронного газ

Парамагнетизм электронного газа связан с наличием у электронов спинового магнитного момента, равного магнетону Бора. В магнитном поле спиновые магнитные моменты ориентируются преимущественно по полю, создавая результирующий магнитный момент. Если для вычисления этого магнитного момента воспользоваться классическими представлениями, то получим, что парамагнитная восприимчивость зависит от температуры по закону Кю- [c.330]

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]

При вычислении диамагнитной восприимчивости (10.13) предполагалось, что в твердом теле все электроны связаны со своими атомами. Это, очевидно, справедливо для диэлектриков. Однако в металлах, а также в полупроводниках при высоких температурах имеются электроны проводимости. Электронный газ также проявляет магнитную активность. Поэтому при вычислении магнитной восприимчивости твердых тел, имеющих электроны проводимости, наряду с восприимчивостью атомных остовов следует учесть магнитную восприимчивость электронного газа. Вопрос о поведении электронов проводимости в магнитном поле мы обсудим позже, а сейчас перейдем к обсуждению природы парамагнетизма. [c.324]

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]

Создание современной электронной теории металлов — заслуга Зоммерфельда [2], который дал новую квантовомеханическую формулировку электронной теории Друде — Лоренца. Теория Зоммерфельда полностью разрешила трудности с теплоемкостью. Другим блестящим успехом современной электронной теории металлов была созданная Паули [3] теория парамагнетизма свободного электронного газа-" [c.267]

Парамагнетизм спиновый электронного газа — 537, 541, 546, 552 [c.797]

Парамагнетизм — следствие ориентации магн. моментов атомов и эл-нов проводимости в магн. поле. При высоких темп-рах парамагн. восприимчивость убывает обратно пропорц. темп-ре Кюри закон). Непереходные металлы составляют исключение. Их парамагн. восприимчивость аномально мала и слабо зависит от темп-ры, что связано с вырождением электронного газа. Наличие магн. моментов у атомов, ионов и эл-нов проводимости и связанное с этим расщепление электронных уровней энергии в магн. поле приводит к электронному парамагнитному резонансу (ЭПР). Структура магн. уровней очень чувствительна к тому, в каком окружении находится ч-ца. Поэтому ЭПР — важнейший источник сведений [c.737]

Величина Ж в (19.17) определяется не только внешним магнитным полем, но и всегда имеющимся остаточным магнетизмом вещества. Помимо электронных магнитных моментов, от которых зависит парамагнетизм, существуют магнитные моменты на разных уровнях организации материи, вплоть до элементарных частиц. Поэтому поле в веществе, строго говоря, никогда не равно нулю. Но при конечном Ж уменьшение Т приводит к возрастанию параметра разложения функции Jt в ряд, и при низкой температуре ограничение одним членом ряда становится необоснованным. Внешне это выражается в зависимости постоянной А в (19.17) от температуры. Разбавление парамагнетика понижает температуру, при которой наблюдается конденсация магнитного газа , но из-за существования, например, спиновых магнитных моментов атомных ядер не может снизить уровень остаточного магнетизма до нуля. [c.164]

ПАУЛИ парамагнетизм — спиновый парамагнетизм вырожденного идеального газа электронов проводимости (в общем случае — газа фермионов). [c.550]

Намагниченность, связанная с Д., обычно невелика она значительно меньше, чем обусловленная ферромагнетизмом, антиферромагнетизмом или электронным парамагнетизмом. У чисто диамагнитных в-в (диамагнетиков) электронные оболочки атомов (молекул) не обладают пост. магн. моментом. Магн. моменты эл-нов в таких атомах в отсутствии внеш. магн. поля взаимно скомпенсированы. В частности, это имеет место в атомах, ионах и молекулах с целиком заполненными электронными оболочками, напр, в атомах инертных газов, в молекулах водорода, азота. Удлинённый образец диамагнетика в строго однородном магнитном поле ориентируется перпендикулярно к силовым линиям поля. Из неоднородного магнитного поля он выталкивается в направлении уменьшения напряжённости поля. [c.156]

В металлах вклад в магнитную восприимчивость кроме атомных остовов, расположенных в узлах решетки, вносят коллективизированные электроны проводимости. Экспериментальные данные свидетельствуют, например, о том, что все щелочные металлы парамагнитны. При этом их парамагнитная восприимчивость не зависит от температуры. Поскольку решетка щелочных металлов диамагнитна, парамагнетизм может быть обусловлен только парамагнетизмом электронного газа. Из независимости парамагнетиз- [c.329]

В 1928 г. Френкель и чуть позже Гейзенберг установили, что ферромагнетизм — это особое свойство системы электростатически взаимодействующих электронов. При обсуждении парамагнетизма электронного газа мы уже видели, что его энергия самым тесным образом связана с намагниченностью.. Это является следствием принципа Паули. Минимум энергии свободного электронного газа наблюдается в том случае, когда спины электронов полностью скомпенсированы. [c.336]

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]

В магн. восприимчивость М. вносят вклад и ионы у непереходных М. ионы диамагнитны, а у переходных, как правило, парамагнитны (см. Магнетизм). Из-за вырождения электронного газа кТ ё р) парамагн. восприимчивость электронного газа слабо зависит от Т (см. Паули парамагнетизм). В сильном магн. поле (рЯ> кТ) у металлич. монокристаллов осциллирует как ф-ция . 1Н с частотами, пропорц. площадям экстремальных сечений поверхности Ферми (эффект де Хаа-за — ван Альфееа, см. Квантовые осцилляции в магнитном поле). [c.118]

При нагреве в точке Кюри (768° С) происходит магнитное упорядочение атомов железа в ОЦК решетке, при котором магнитные моменты на атомах сохраняются прежними, но направление их в одной примитивной кубической подрешетке оказывается антипарал-лельным направлению во второй подрешетке. Вследствие этого немагнитное a-Fe или p-Fe, существуюш ее между 768 и 91Г С, имеет ОЦК структуру, но оказывается антиферромагнетиком [58]. При нагреве железа до 91Г С вследствие повышения энергии шесть rf-электронов заполняют три верхние ячейки и спариваются.Отсут-ствие неспаренных d-электронов и спиновая внутриатомная связь обусловливает парамагнетизм и плотную кубическую структуру y-Fe без валентных связей с чисто металлическим взаимодействием остовов через электронный газ. [c.32]

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]

Заметим, наконец, что спиновая парамагнитная реакция электронного газа, а также парамагнетизм, создаваемый собственными магнитными моментами молекул, никакого отношения к теореме Бора и ван Левен не имеет, и поэтому они существуют как в квантовой теории, так и в квазиклассическом ее пределе. > [c.272]

Пара- и орто- модификации водорода и дейтерия, теплоемкость 264 Парамагнетизм спиновый электронного газа 224, 234, 272 Паули принцип запрета 144 Первое начало термодинамики 10, 35 Перевала метод 49, 80, 94 Перкуса—Йевика уравнение 389 Планка формула 193, 208, 278, 280 Подобия гипотеза Видома 362 Потенциал Гиббса С 12, 92 Потенциал термодинамический П 12, 57, 210, 224 [c.429]

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]

Парамагнетизм металлов. Число парамагнитных металлов составляет около 40. Опытные данные свидетельствуют о том, что для большинства металлов отсутствует 4емпера-турная зависимость восприимчивости. Если ограничиться приближением идеального газа, т. е. пренебречь энергией межэлектронного взаимодействия, то основное отличие квантовой теории от классической сведется к тому, что будет выполняться принцип Паули. В применении к газу свободных электронов это означает, что в фазовой ячейке не может быть более двух электронов с противоположными спинами. При включенном магнитном поле необходимо учитывать наличие индивидуальных спиновых состояний. [c.148]

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]

Величина и температурное поведение П. п. непосредственно связаны с видом ф-ции N ) вблизи энергии Ферми 10р, а переход П. п. к классич. парамагнетизму определяет вырождения температуру Tq — 0pfk. Напр., в жидком Не (см. Гелий жидкий), представляющем ферми-еистему ядер, такой переход наблюдается при Т X i К, тогда как для газа свободных электронов в металле он недостижим (Гд 10 К). В реальных металлич. системах со сложным многозонным дисперсии законом величину задают ближайшие к фермя-уровню края перекрывающихся зон и др. экстремальные значения энергии особые точки и тонкая структура ф-ции N(0). В случае 0р — 0р характерные для перехода в [c.550]

Наконец, в кристаллах тина 1 электроны, принимающие активное участие в атомном магнитном порядке, состоят из бывших Зй- и 4 -электронов изолированных атомов. В отличие от 4/- слоев редкоземельных ионов, имеющих очень малый радиус, более близкие к периферии 3 /-электроны атомов группы Ге испытывают более полную коллективизацию и совместно с 4.у-элвктропами образуют. общую Ферми-систему электронов проводимости. Однако, в отличие от нормальных (непереходных) металлов, эта система в г/-металлах обладает гораздо большей плотностью уровней вблизи поверхности Ферми, что благоприятствует обменным силам в их борьбе с размагничивающими тенденциями в Ферми газе (см. Парамагнетизм) н приводит к появлению намагниченного состояния в Ге, Со, N1 и в их многочисл. сплавах. [c.306]

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]

Задача 14. Определить парамагнитную восприимчивость газа свободных электронов, связанную с наличием у них собственных магнитных моментов (спиновый парамагнетизм Паули, W. Pauli, 1927). Рассмотреть случаи вырожденного и невырожденного газов. [c.224]

ПОЛЯ, но очень сильно зависит от темп-ры (исключение составляет ряд металлов, подробнее см. Парамагнетизм). П. свойствен многим элементам в металлич. состоянии (щелочным И щёлочноземельным металлам, нек-рым металлам переходных групп с незаполненным д,- или /-слоем электронной оболочки — группы железа, палладия, платины, актиноидов, а также сплавам этих металлов) солям группы железа, группы редкоземельных элементов от Се до УЬ, группы актиноидов и водным р-рам этих солей, парам щелочных металлов и молекулам газов (напр., О а и N0) небольшому числу органич. молекул ( бирадикалам ) ряду комплексных соединений. Существуют также П., у к-рых парамагнетизм обусловлен магн. моментами ат. ядер (напр., Не при Г < 0,1 К). П. становятся ферро-, ферри- и антиферромагн. в-ва при темп-рах, превышающих, соответственно, темп-ру Кюри или Нееля (темп-ру фазового перехода в парамагн. состояние). [c.518]

Смотреть страницы где упоминается термин Парамагнетизм электронного газ : [c.415] [c.539] [c.532] [c.40] [c.29] [c.454] [c.151] [c.296] [c.150]

Введение в термодинамику Статистическая физика (1983) -- [ c.336 , c.338 ]

ПОИСК

Дна- и парамагнетизм свободных электронов. Эффект де Гааза—ван Альфена

Парамагнетизм

Парамагнетизм спиновый электронного газа

Парамагнетизм электронного газа и парамагнитные свойства щелочных металлов

Плотность уровней (электронных) и парамагнетизм Паули

Спиновый парамагнетизм валентных электронов

Электрон-электронное взаимодействие и парамагнетизм Паули

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...