Магнетизм материи – диамагнетизм и парамагнетизм | Глава 34 – Фейнмановская физика (т. 2)

Last Minute Lecture — это студенческий проект, который в настоящее время полностью финансируется студентами, считающими, что образовательные ресурсы должны оставаться бесплатными и доступными. Если Last Minute Lecture помог вам в учебе, пожалуйста, рассмотрите возможность поддержки проекта. ❤️ https://lastminutelecture.com/support/ Все главы теперь доступны бесплатно на нашей новой платформе: https://lastminutelecture.com 📚 В этой главе подробно рассматриваются магнитные свойства, присущие веществу, и вещества подразделяются на три основные категории: ферромагнетизм (демонстрирующий сильное притяжение к магнитам, наблюдаемое в таких материалах, как железо), парамагнетизм (демонстрирующий слабое притяжение) и диамагнетизм (демонстрирующий слабое отталкивание, наблюдаемое в таких материалах, как висмут). Эти свойства обусловлены атомной структурой, а именно магнитными моментами, создаваемыми орбитальным движением и спином электронов. В тексте исследуется фундаментальная взаимосвязь между магнитным моментом вращающегося заряда (обозначаемым мю) и его угловым моментом (J), показывая, что они пропорциональны, причем это отношение обобщается g-фактором. Когда атомные магниты подвергаются воздействию внешнего магнитного поля, они испытывают крутящий момент, вызывающий прецессию — вращательный эффект. Теорема Лармора объясняет это, показывая, что движение системы эквивалентно исходному движению плюс равномерное вращение на частоте Лармора (часто обозначаемой как омега-под-P). Показано, что сам диамагнетизм является индуцированным эффектом, при котором изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле, которое изменяет электронные орбиты, в результате чего возникает индуцированный магнитный момент, противодействующий приложенному полю, что согласуется с законом Ленца. Важно отметить, что в главе подчеркивается неспособность одной лишь классической физики полностью объяснить диамагнетизм или парамагнетизм, что обусловливает необходимость введения квантовой механики. В квантовой механике полный угловой момент J и его компонента в направлении магнитного поля (J sub Z /sub ) квантуются, то есть они могут принимать только дискретные значения. Это квантование приводит к дискретным энергетическим уровням атома в магнитном поле. В простейшем случае, например, для одного электрона, возможны только два спиновых состояния, называемые «вверх» или «вниз» относительно поля, а разница энергий измеряется с помощью фундаментальной величины, известной как магнетон Бора. Спасибо, что вы являетесь частью нашей небольшой семьи Last Minute Lecture! ⚠️ Дисклеймер: Эти краткие изложения созданы исключительно в образовательных и развлекательных целях. Они содержат преобразующие комментарии и перефразированные обзоры, чтобы помочь студентам понять ключевые идеи из упомянутых учебников. Last Minute Lecture не связан, не спонсируется и не поддерживается каким-либо издателем или автором учебников. Все названия учебников, имена и изображения обложек — если они показаны — используются в рамках добросовестного использования исключительно для идентификации обсуждаемого произведения. Некоторые фрагменты текста и повествования созданы с помощью инструментов искусственного интеллекта для повышения доступности и согласованности. Несмотря на все усилия по обеспечению точности, эти материалы предназначены для дополнения, а не замены официальных учебных материалов, лекций или профессиональных учебных пособий. Для получения полной и достоверной информации всегда обращайтесь к оригинальному учебнику и методическим указаниям преподавателя.