Природа диамагнетизма

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]

В соответствии с теорией Ланжевена диамагнетизм вещества обусловлен прецессией электронных орбит атома по отношению к оси, которая проходит через ядро атома в направлении внешнего магнитного поля. В результате этой прецессии атом приобретает магнитный момент, направленный против приложенного внешнего магнитного поля. Следовательно, вектор намагниченности всего диамагнетика в целом направлен против поля. (Как видно из изложенного, природа диамагнетизма не может быть описана на основе представлений об элементарных магнитах, рассмотренных в начале этого параграфа.) [c.42]

Заметим, что природа диамагнетизма этих металлов несколько отличается от вышеизложенной схемы. [c.42]

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]

Допустим теперь, что мы нашли способ нагрева плазмы до таких фантастических температур, но как удержать и стабилизировать термоядерную плазму хотя бы на время, необходимое для извлечения полезной энергии Звезды удерживают свою плазму силой своего собственного веса, и, в частности, такая сравнительно легкая звезда, как Солнце, имеет массу, в 332 000 раз превышающую массу Земли, а значит, и ее гравитационные силы намного больше земных. Очевидно, что в земных лабораториях невозможно получить подобные гравитационные силы для удержания термоядерной плазмы. К счастью, природа любезно предоставила другой, не менее эффективный способ хранения — диамагнетизм. Как известно, диамагнитное вещество выталкивается из более сильных областей магнитного поля по направлению к более слабым. Многие вещества, в том числе и такие, как стекло и вода, обладают некоторой степенью диамагнетизма даже в обычных условиях (правда, довольно незначительной). Наиболее ярко диамагнетизм проявляется, как ни странно, либо при самых низких, либо при самых высоких температурах. На самом деле этот факт вовсе не парадоксален, если обратиться к первопричине сильного диамагнетизма. Дело в том, что он является результатом крайне высокой электропроводности, приводящей к наличию сильных электрических токов, которые и создают магнитные поля, по своему действию противоположные внешнему магнитному полю. Правда, электропроводность металлов при температурах, близких к [c.107]

В зависимости от знака и величины магнитной восприимчивости марнетики подразделяются на три группы. В том случае, если b ktqp намагниченности направлен противоположно полю Н и магнитная восприимчивость — величина отрицательная, то вещество диамагнитно. Физическая природа диамагнетизма вытекает из представления об электроне, движущемся вокруг ядра. Угловая скорость движения электрона и магнитный момент изменяются под действием магнитного поля, ориентированного перпендикулярно плоскости вращения электрона. В этом случае электрон представляет собой как бы небольшую индуктивность, в которой в соответствии с правилом Ленца возникает э. д. с., противодействующая приложенному полю. Магнитная восприимчивость серебра 3,7 -10-5, меди 0,95-10- титана 3,2[Л. 43]. К числу наиболее интересных диамагнетиков относятся сверхпроводники, [c.9]

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]

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]

Если мы рассмотрим один изолированный йиток, описываемый заряженной частицей, то он действительно как виток тока создает магнитный момент, направленный против поля Я, т. е. создает основу для возникновения диамагнетизма системы. Если бы этот электрон был не свободен, а входил бы в оболочку отдельной молекулы (или принадлежал бы узлу кристаллической решетки), из которых состоит вся рассматриваемая система, то этот чисто электродинамической природы диамагнетизм действительно бы возник как средняя реакция единицы объема системы на включение внешнего магнитного поля Я. Если слепить группу из двух или большего числа таких витков, образующих линейную йх цепочку, как это изображено в левой части рис. 112, то соприкасающиеся токи соседних витков скомпенсируются встречным движением зарядов, а огибающий поверхностный ток возрастет во столькр раз, вб скмько возрастет площадь общего контура, так что средний магнитный момент останется тем же. [c.271]

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]

Магн. св-ва всех остальных М. определяют эл-ны проводимости, дающие вклад как в диамагнитную, так и в парамагнитную восприимчивости М., п ионы, к-рые, как правило, диамагнитны (см. Диамагнетизм). Магн. восприимчивость X для большинства М. сравнительно мала (х 10- ) и слабо зависит от темп-ры. При низких темп-рах и в сильных магн. нолях у всех металлич. монокристаллов наблюдается сложная осциллирующая зависимость суммарного магн. момента от поля Н (Де Хааза — ван Альфена эффект). Эффекты де Хааза — ван Альфена и Шубникова — де Хааза имеют общую природу. [c.412]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...