Реферат: Магнетохімія. Магнітні властивості речовин

w + w₀ = 2w₀ ; w – w₀ = w_L ; mr2w₀ w_L = ew₀ rB₀ ;

(4)

w_L – зміна кутової швидкості руху електрона під дією зовнішнього магнітного поля називається Лармоловою кутовою частотою. Така зміна кутової частоти буде визначатись при умові, що зовнішнє магнітне поле направлено строго перпаендикулярно до площини орбіти, по якій рухається електрон. Якщо поле по відношенню до орбіти електрона направлено довільно, то в атомі виникає явище прецесії. Під дією зовнішнього магнітного поля орбіта починає ”покачуватись”, а вектор Р буде описувати навколо напрямку В конус. Кутова швидкість обертання вектора моменту кількості руху навколо напрямку поля буде рівна Лармоловій частоті w_L . А оскільки будь-який рух зарядженої частки є не що інше як електричний струм, то за рахунок прецесії орбіти електрона виникає магнітний момент, зв’язаний з цим струмом:

DІ = –еn_L ; n_L =

DІ = –e (5)

Підставимо в (5) значення w_L із (4):

DІ = –

де m – маса електрону;

е – заряд електрону;

В₀ – вектор магнітної індукції зовнішнього поля.

За рахунок цього елементарного струму І виникає додатковий магнітний момент руху Dμ.

Dμ = μ₀ DIS; Dμ = –; S = ,

S – площа кола, яке описується під час прецесії.

Dμ = –· = –

Dμ – це магнітний момент, який виникає у діамагшнітного атома, який розміщений у зовнішньому магнітному полі, якщо він має один електрон.

Якщо в атомі z електронів і середня віддаль цих електронів від ядра рівна а_i , то квадрат середньої віддалі z електронів дорівнює za_i ² , тоді

Dμ = –,

а якщо в об’ємі речовини є n атомів, то

Dμ = –.

Магнітна сприйнятливість:

тоді магнітна сприйнятливість діамагнітної речовини

c = –

c діамагнітної речовини є величина стала, не залежить від напруги зовнішнього поля і температури і має від’ємне значення.

Парамагнетизм. На відміну від діамагнетиків, парамагнетики мають відмінний від нуля магнітний момент навіть при відсутності поля. В парамагнітних речовинах магнітні моменти окремих атомів, що мають неспарені електрони, орієнтовані довільно. Їх впорядкування проходить лише під дією зовнішнього магнітного поля. Енергія взаємодії між магнітним моментом атома і магнітним полем може бути розрахована за формулою

U = –μHcos

де q – кут між напрямком магнітного моменту і напрямком поля. Ця енергія буде мінімальною, коли q = 0, що означає намагання магнітних моментів атомів розміститися паралельно силовим лініям поля. Такому впорядкованому розміщенню магнітних моментів атома заважає хаотичний тепловий рух. Таким чином, задача побудови теорії зводиться до того, щоб, враховуючи руйнівну дію теплового руху визначити середнє значення проекції магнітного моменту атомів на напрямок зовнішнього поля. Саме ці проекції будуть визначати наявність відмінного від нуля магнітного моменту одиниці об’єму речовини.

Побудова теорії парамагнетизму зв’язана із статистичними методами розрахунків і зводиться до визначення імовірності того, що при даній температурі і даному напрямку зовнішнього магнітного поля фіксований магнітний момент атома розміститься в деякому тілесному куті dq по відношенню до напрямку поля, де q – кут між власним магнітним моментом атома і зовнішнім магнітним полем. Кінцевий результат розрахунку магнітної сприйнятливості для парамагнітної речовини має вигляд

c = –