Классификация магнетиков. Магнитная восприимчивость. Микроскопическое описание диамагнитного эффекта. Оценка диамагнетизма атома Не на основе классических представлений.

Магнетики - материалы, взаимодействующие с магнитным полем. Могут как усиливать, так и ослаблять его, в зависимости от своей магнитной восприимчивости.

Магнитная восприимчивость - характеристика вещества, величина безразмерная, связывает намагниченность вещества с напряжёностью магнитного поля:

Зависит от температуры (часто). В основном - чем выше температура - тем меньше восприимчивость, но есть некоторые эффекты…

Магнитная восприимчивость связана с магнитной проницаемостью следующим образом:

Намагниченность вещества - магнитный дипольный момент - практически как электрический диполный момент. Характеризует магнитные свойства вещества.

Откуда вообще берётся намагниченность атома/иона? Давайте вспомним, что у нас есть положительные ядра, которые особо не вращаются, и отрицательно заряженные электроны, которые в некотором приближении можно представить как замкнутый контур с орбитальным током.

Этот ток создаёт орбитальный магнитный момент (распишем частоту через скорость и подставим в формулу)

Теперь давайте поместим его в магнитное поле с индуцкией B0 с линиями индукции перпендикулярными плоскости орбиты электрона. Произошло изменение модуля магнитной индукции, а значит произошло изменение магнитного потока. Тогда, по закону электромагнитной индукции, возникает вихревое электрическое поле, создающее ток, препятсвующий нарастанию магнитного потока через площадь орбиты. Можем записать напряжённость создающегося поля:

Со стороны этого поля на электрон действует сила, для которой мы можем расписать второй закон Ньютона через изменение импульса:

Проинтегригуем…

Теперь, зная изменение скорости электрона, можно получить соответствующее изменение силы орбитального тока:

И новый орбитальный момент, модуль которого, что важно, меньше исходного:

Вот ссылка: https://studfile.net/preview/2730469/page:2/

Магнетики классифицируют по их взаимодействию с магнитным полем – т.е. по их магнитной восприимчивости.

1. Диамагнетики. Несколько намагничиваются против внешнего магнитного поля. Имеют отрицательную, но малую магнитную восприимчивость. Атомы таких веществ обладают нулевыми магнитными моментами.
2. Парамагнетики. Несколько намагничиваются по направлению внешнего магнитного поля, т.е. имеют положительную, но всё ещё малую магнитную восприимчивость.
3. Ферромагнетики. Очень сильно намагничиваются - имеют большую положительную восприимчивость. Так же имеют спонтанную намагниченность в отсутствие внешнего магнитного поля. Магнитные моменты атомов (или ионов) выстроены параллельно, тем самым усиливая совместное поле.
4. Антиферромагнетики. Магнитная восприимчивость крайне мала. Магнитные моменты электронов ориентированы антипараллельно, что приводит к эффекту, противоположному эффекту в ферромагнетиках.
5. Ферримагнетики. Почти как антиферромагнетики, но модули двух противонаправленных моментов не равны (т.к. там две противонаправленные различные решётки), как итог имеем ненулевую магнитную восприимчивость, самонамагничивание и т.д.