Mágneses momentum, mágneses szuszceptibilitás

Átírás

1 Mágnss ontu, ágnss szuszcptibilitás A olkuláknak (atooknak, ionoknak) lktronszrkztüktől függőn lht pranns (állandóan glévő) ágnss ontua. Ha ágnss térb krülnk, a tér hatására indig ágnss ontu jön létr az atookban, ionokban, olkulákban, z az indukált ágnss ontu. E ágnss ontu vktoroktól függ a nagy száú részcskéből álló, ún. akroszkopikus inta vislkdés ágnss térbn, ait a ágnss szuszcptibilitással írunk l. Pranns ágnss ontu, paraágnss anyagok Ha az rdő spinkvantuszá 0, vagyis a részcsk rndlkzik rdő spinipulzus ontual, akkor ágnss ontua is van. E vktorok abszolútérték (hossza) (1) g (1) ahol a ohr-agnton, az lktron ágnss ontu gység g a szabad lktron g-tényzőj, érték,003 az lktron töltés az lktron tög

2 Aint az ipulzusontu iránykvantált, ugyanúgy a ágnsss ontu is az. A két vktor párhuzaos, d az lktron stébn llntéts irányú. (Az atoagoknak is lht ipulzus- és ágnss ontua, ait az I ag spinkvantuszáal írunk l. Ezk a ontuok bizonyos atoagok stén llntéts, ás agoknál azonos irányúak.) z z ahol z az rdő spinontu, íg g s z a ágnss ontu térr ső vtült =-1/ =1/ Az rdő spinkvantuszá érték 1 n ahol n a párosítatlan lktronok száa

3 A ágnss térrl való kölcsönhatás nrgiája E E z 1 E1 g Az nrgiaszintk btöltési hányada (populációja) p p p 1 1 összs ( 1 g E 1 g Ebből az kövtkzik, hogy kt )/kt g ahol a ágnss indukció kt 1 az alacsonyabb nrgiaszintn több olkula lévén, a paraágnss ontuok rdőj a tér irányába utat agasabb hőérsékltn kisbb a ágnss ontuok rdőj, rt az alacsonyabb szint btöltési hányada csökkn, a agasabbé nő

4 Indukált ágnss ontu (diaágnsség) A olkulákban a tér indig önagával llntéts ágnss ontuot hoz létr (diaágnss ontu) A inta összs rdő indukált ágnss ontua zért a térrl llntéts irányú: ngatív a hőérséklt n bfolyásolja Mágnss szuszcptibilitás Mágnszttség: M gységnyi térfogatra jutó ágnss ontu M H ahol H A fajlagos szuszcptibilitás A oláris szuszcptibilitás ahol a ágnss térrősség a térfogati ágnss szuszcptibilitás, dinzió nélküli szá g ρ V a inta sűrűség V a oláris térfogat M a oláris tög c 3 /g g M c 3 /ol

5 Mágnss indukció 0(H M) 0(1 )H ahol 0 a vákuu prábilitása, anyagi állandó zléltsn: a intában futó ágnss rővonalak sűrűség. Diaágnss anyagokban az rővonalak ritkulnak a vákuuhoz képst, a szuszcptibilitás ngatív. Paraágnss anyagokban zt a hatást flóülúlja a pranns ágnss ontuok hatása, az rővonalak sűrűbbn vannak, a szuszcptibilitás pozitív. A ágnss szuszcptibilitásnak thát két össztvőj lht: az indukált diaágnss ontuokból szárazó ngatív, hőérséklttől függtln diaágnss szuszcptibilitás (indn anyag sajátossága) A pranns ágnss ontuokból rdő pozitív, hőérséklttől függő paraágnss szuszcptibilitás, párosítatlan lktronokkal rndlkző részcskékbn, indukált,dia A0ξ, pranns,para A 0 3kT A az Avogadro-szá a olkulák ágnszhtőség a olkulák ágnss ontua T a trodinaikai hőérséklt k a oltzann-állandó

6 A tljs oláris szuszcptibilitás hőérsékltfüggés A 0 (ξ ) 3kT Curi-törvény. Ez szolgál a ágnss ontu ghatározásának alapjául: ágnss szuszcptibilitás az 1/T függvényébn gynst ad, alynk rdkségéből kiszáíthatjuk a pranns ágnss ontuot, tnglytsztéből pdig a olkulák ágnszhtőségét. a Koopratív kölcsönhatások: a ágnss ontuok ncsak a ágnss térrl, han gyással is kölcsönhatásban vannak Frroágnss kölcsönhatás: nrgtikailag kdvzőbb, ha a kölcsönhatásban lévő ágnss ontuok gyással párhuzaosan állnak b. Antifrroágnss kölcsönhatás: nrgtikailag kdvzőbb, ha a kölcsönhatásban lévő ágnss ontuok gyással llntéts irányban állnak b.