8.3 Природа діамагнетизму

Діамагнітний ефект заключається у намагнічуванні речовини назустріч напрямку діючого на неї зовнішнього магнітного поля, що приводить до його послаблення.

Розглянемо рух електрона по коловій орбіті радіусом r з кутовою швидкістю ωо. За відсутності зовнішнього магнітного поля на нього діє доцентрова сила , природа якої зараз нас не цікавить. При накладенні зовнішнього магнітного поля Во на електрон буде додатково діяти сила Лоренца   направлена в нашому випадку теж до центра орбіти (рис.8.6). Під дією цих двох сил зміниться кутова швидкість. Вона зросте на величину ωL, яка називається частотою Лармора, і стане рівною

Згідно з  другим законом Ньютона

Розкриваючи дужки і нехтуючи доданком, який містить  так як він набагато менший за інші із-за нескінченно малого значення частоти Лармора одержуємо

(8.12)

Збільшення кутової швидкості приводить до зростання орбітального струму електрона, а отже і орбітального магнітного моменту на величину

(8.13)

Цей індукований магнітний момент направлений проти зовнішнього поля Во.

У випадку, коли напрямок руху електрона буде протилежний, ніж на рис.8.6, сила Лоренца буде направлена від центра, частота обертання електрона зменшиться, орбітальний магнітний момент зменшиться, і індукований магнітний момент ΔМ буде направлений знову таки проти зовнішнього поля Во.

У випадку, коли зовнішнє поле Во не перпендикулярне площині орбіти, виникає прецесія орбіти навколо цього поля, подібно прецесії гіроскопа. При цьому також виникає індукований магнітний момент, але дещо менший. Отже діамагнетики намагнічуються в напрямку, протилежному зовнішньому полю і послаблюють його..

Таким чином, діамагнітний ефект заключається в послабленні зовнішнього магнітного поля за рахунок зміни орбітального руху електрона і виникнення протилежно направленого індукованого магнітного моменту. Цей ефект має місце в усіх  магнетиках, але порівняно з іншими магнітними ефектами (парамагнітним, феромагнітним) може бути домінуючим, як це спостерігається у діамагнетиках, чи навпаки не проявлятись.

 

You must be logged in to post a comment.

Фізика