Диамагнетизм

Орбита бойымен қозғалған электрон зырылдауыкка ұқсас. Сондықтан, оған сыртқы күштің әсеріне ұшыраған гироскоптың өзгеріс-сипатының ерекшеліктері тән болуға тиісті, атап айтқанда, белгілі бір жағдайда электрон орбитасының прецессиясы пайда болуы тиіс. Егер атом сыртқы В магнит өрісінде тұрса, прецессия үшін қажетті шарты іске асады. Бұл жағдайда орбитаға айналдырушы момент М [р m В] әсер етеді, ол электронды орбитальды магнит моментін өріс бағытымен орналастыруға тырысады (бұл жағдайда механикалық момент L өріске қарсы орналасады). М моментінің әсерінен L және р m векторлары, В магнит индукциясының векторының бағытын айнала прецессия туғызады, оның жылдамдығын оңай табуға болады. L векторы dt уақыт ішінде dL өсімше алады, яғни dLMdt. dL векторы да, М векторы сияқты, В мен L арқылы жүргізілген жазықтыққа перпендикуляр әрі модулы бойынша мынаған тең: dL=p m Bsinadt, мұндағы а — р m мен В арасындағы бұрыш. dL векторы жатқан жазықтық dt уақыт аралығында В бағытын айнала мынадай бұрышқа бұрылады: dft = JjkLP m ВsinOdtРтв Lslnaisina L Лармор прецессиясы Жиілікті лармор прецессиясының жиілігі немесе жайларморлы жиілік деп атайды. Ол — магнит өрісінің бағытына қатысты орбитаның еңкею бұрышына, орбитаның радиусына немесе электронның жылдамдығына байланысты. Демек, ол атомның құрамына енетін барлық электрондар үшін бірдей болады. Орбита прецессиясы электронный өріс бағытын айналғандағы қосымша қозғалысына жағдай жасайды. Егер орбитаның центрі арқылы өтетін параллель В осінен алынған электронның R қашықтығы өзгермесе, электронныц қосымша қозғалысы радиусы R шеңбердің бойымен өтер еді. Оған дөңгелек ток сәйкес келер еді. Шынында, электрондардын орбита бойымен қозғалысынан қашықтық әр уақытта өзгеріп отырады. Сондықтан формуласындағы R 2 -ның орнына уақыт бойынша R 2 орташа мәнін алу керек. Бұл орташа мән В өрісіне қатысты орбита жазықтығының бағдарлауымен сипатталатын а бұрышыныц мәніне байланысты. Атап айтқанда, В векторына перпендикуляр орбита үшін тұрақты және ол орбитаның R радиусына тең. Жазықтығы В бағыты бойынша өтетін орбита үшін R радиусы R = rsinu заңы бойынша өзгереді. Мұндағы электронның орбита бойынша айналғандағы бұрыштық жылдамдығы. Демек, R 2 R 2 sin 2 соs және синус квадратының орташа мәні -4~ болғандықтан, R 2 -ur 2 . Егер а-ның мүмкін болатын барлық мәндері арқылы, оларды тең ықтималды деп санап, орташа мәніне келтірсек, онда R 2 =а 2 . Бірнеше электронды атомдарда орбита мүмкін боларлық әдістермен бағдарланған, сондықтан әрбір электрон үшін жеке 1 орташа мән жазуға болады. Aтомның симметриялы сфералық электрондық қабыршаға дұрыс. («—» танбасы p 'm және В векторларының қарама-қарсы жаққа бағытталғанын көрсетеді). Біз орбитаны дөңгелек деп ұйғардық. Басқаша жағдайда (мысалы эллипстік орбита үшін) R 2 -ның орнына 2*R-ні алу, яғни электронның ядродан орташа квадрат қашықтығын алу керек. Өрнекті барлық электрондар үшін қосып, атомның индукцияланған магнит моментін тұтас табамыз. z (атомдағы электрондар саны N атом нөміріне тең болатыны белгілі). Сонымен, сыртқы магнит өрісінің әсерінен, барлық электрондар үшін бұрыштық жылдамдықтары бірдей, электрон орбитасының прецессиясы пайда болады. Прецессияға себепші болатын электрондардын қосымша қозғалысы, өріске қарсы бағытталған, атомның индукцияланған магнит моментіне әкеліп соғады. Лармор прецессиясы барлық заттарда болады. Алайда атомдар өзінен-өзі магнит моменттеріне ие болған жағдайда магнит өрісі моментті индукциялан қана қоймай, атомның магнит моментін өріс бағытымен орналастыра отырып оған бағдарлаушы әсер етеді. Бұл кезде пайда болған оң (яғни өріс бойымен бағытталған) магнит моменті индукцияланған теріс моменттен едәуір көп болады. Сондықтан қорытқы момент оң болады да зат өзін парамагнетик сияқты көрсетеді. Дереккөздер