GirişElektrik və maqnetizm. Maqnitizmin kvant nəzəriyyəsi
Amper heç bir “maqnit yükünün” olmadığını və cisimlərin maqnitləşməsinin molekulyar dairəvi cərəyanlarla izah edildiyini (§§ 57 və 61) təxmin etdikdən sonra, demək olar ki, yüz il keçdi və nəhayət, bu fərziyyə birbaşa təcrübələrlə tam inandırıcı şəkildə sübut edildi. Maqnitizmin təbiəti məsələsi maqnit-mexaniki adlanan hadisələr sahəsində təcrübələrlə həll edildi. Bu təcrübələrin aparılması və hesablanması üsulları atomların quruluşu haqqında 1911-ci ildə Rezerford və 1913-cü ildə Bor tərəfindən işlənib hazırlanmış ideyalar əsasında işlənib hazırlanmışdır (lakin konsepsiyada oxşar bəzi eksperimentlər əvvəllər, xüsusən Maksvell tərəfindən aparılmışdır, lakin heç bir müvəffəqiyyət əldə edilməmişdir). ).
Rezerford radioaktivlik hadisələrini tədqiq edərkən məlum oldu ki, atomlardakı elektronlar müsbət yüklü atom nüvələri ətrafında qapalı orbitlərdə fırlanır; Bor spektrlərin nəzəri təhlilində göstərdi ki, bu orbitlərdən yalnız bəziləri sabitdir; nəhayət, bunun ardınca (1925-ci ildə həm də spektrlərin təhlili əsasında) elektronların öz oxu ətrafında fırlanması, sanki Yerin gündəlik fırlanmasının analoqu kimi kəşf edildi; bu məlumatların birləşməsi amper dairəvi cərəyanların təbiətinin aydın başa düşülməsinə səbəb oldu. Məlum oldu ki, maddələrdə maqnetizmin əsas elementləri bunlardır: ya elektronların nüvələr ətrafında fırlanması, ya da elektronların öz oxu ətrafında fırlanması və ya bu fırlanmaların hər ikisi eyni vaxtda.
1914-1915-ci illərdə səhnəyə qoyulduqda. Aşağıda izah edilən ilk uğurlu maqnitomexaniki təcrübələrdə ilkin olaraq maddələrin maqnit xassələrinin elektronların nüvələr ətrafında orbital hərəkəti ilə tamamilə müəyyən edildiyi güman edilirdi. Lakin yuxarıda qeyd olunan təcrübələrin kəmiyyət nəticələri göstərdi ki, ferromaqnit və paramaqnit maddələrin xassələri elektronların orbitlərdə hərəkəti ilə deyil, elektronların öz oxu ətrafında fırlanması ilə müəyyən edilir.
Maqnitomexaniki təcrübələrin məqsədini başa düşmək və bu təcrübələrin gətirdiyi nəticələri düzgün qiymətləndirmək üçün elektronun hərəkəti nəticəsində yaranan dairəvi cərəyanın maqnit momentinin elektronun mexaniki bucaq impulsuna nisbətini hesablamaq lazımdır.
Hər hansı bir cərəyanın böyüklüyü, məlum olduğu kimi, vahid vaxtda kəsikdən keçən elektrik miqdarı ilə müəyyən edilir; Aydındır ki, elektronun orbital fırlanmasına ekvivalent cərəyanın böyüklüyü elektron yükünün məhsuluna və vahid vaxtda dövriyyələrin sayına bərabərdir, burada elektronun sürəti və orbitin radiusu. Göstərilən məhsul elektrostatik vahidlərdə ekvivalent cərəyanın dəyərini ifadə edir. Elektromaqnit vahidlərində cərəyanın böyüklüyünü əldə etmək üçün göstərilən məhsul işıq sürətinə bölünməlidir (s. 296); Beləliklə,
Dairəvi cərəyan cərəyanın və onun ətrafında axan sahənin məhsuluna bərabər fırlanma momenti olan maqnit təbəqəsi ilə eyni maqnit sahəsi yaradır [formula (17)]:
Beləliklə, görürük ki, elektronun nüvə ətrafında hərəkəti atoma bərabər maqnit momenti verir.
Bu maqnit momentini elektronun mexaniki bucaq momenti ilə müqayisə etsək:
maqnit momentinin mexaniki impulsa nisbətinin nə elektronun sürətindən, nə də orbitin radiusundan asılı olmadığını görürük.
Həqiqətən də, daha tam nəzəriyyə göstərir ki, (33) tənliyi təkcə dairəvi orbitlər üçün deyil, həm də elektronun elliptik orbitləri üçün etibarlıdır.
Elektronun öz oxu ətrafında fırlanması elektronun özünə müəyyən bir maqnit momenti verir. Elektronun öz oxu ətrafında fırlanması spin adlanır (dan İngilis sözü"fırlanma", ox ətrafında fırlanma deməkdir). Əgər elektronun sferik formaya malik olduğunu və elektronun yükünün sferik səth üzərində vahid sıxlıqla paylandığını fərz etsək, onda hesablamalar göstərir ki, elektronun spin maqnit momentinin elektronun ətrafında fırlanmasının mexaniki impulsuna nisbəti onun oxu orbital hərəkət üçün oxşar nisbətdən iki dəfə böyükdür:
Maqnit momentinin və fırlanma momentinin mütənasibliyi ilə bağlı yuxarıda qeyd olunan mülahizələr göstərir ki, müəyyən şəraitdə maqnit hadisələri giroskopik təsirlərlə əlaqələndirilə bilər. Maksvell maqnit hadisələri ilə giroskopik təsirlər arasında bu əlaqəni eksperimental olaraq kəşf etməyə çalışdı, lakin bu, yalnız Eynşteyn və de Haas (1915), A.F.Ioffe və P.L.Kapitsa (1917) və Barnet (1914 və 1922) ilə mümkün oldu uğurlu təcrübələr aparmaq. Eynşteyn və de Haas müəyyən etdilər ki, solenoiddə nüvə kimi asılmış dəmir çubuq, solenoiddən keçən cərəyanla maqnitləşdikdə fırlanma impulsu alır (şək. 256). Gözə çarpan bir effekt əldə etmək üçün Eynşteyn və de Haas rezonans fenomenindən istifadə edərək, çubuğun təbii burulma titrəyişlərinin tezliyi ilə üst-üstə düşən bir tezliyə malik alternativ cərəyanla dövri maqnitləşmənin əksini həyata keçirdilər.
düyü. 256. Eynşteyn və de Haasın eksperimentinin sxemi, a - güzgü, O - işıq mənbəyi.
Eynşteyn və de Haas effekti izah etdi aşağıdakı kimi. Maqnitləşdirildikdə, elementar maqnitlərin oxları - "elektron zirvələri" - maqnit sahəsinin istiqamətinə yönəldilir; "elektron zirvələrin" fırlanma impulslarının həndəsi cəmi sıfırdan fərqli olur və eksperimentin əvvəlində dəmir çubuğun fırlanma impulsu (hesab olunur) mexaniki sistem atomlar) sıfıra bərabər idi, onda fırlanma impulsunun qorunması qanununa görə
(cild I, § 38) maqnitləşmə səbəbindən çubuq bütövlükdə böyüklüyünə bərabər, lakin “elektron zirvələrin” fırlanma impulslarının həndəsi cəminə əks istiqamətdə olan fırlanma impulsunu almalıdır.
Barnet Eynşteyn və de Haasın əks təcrübəsini həyata keçirdi, yəni Barnet dəmir çubuğun maqnitləşməsinə səbəb oldu və onun sürətlə fırlanmasına səbəb oldu; maqnitləşmə fırlanma oxuna əks istiqamətdə baş verdi. Necə ki, Yer kürəsinin gündəlik fırlanması ilə əlaqədar olaraq girokompasın oxu yerin oxuna paralel mövqe tutur (I cild, § 38), eynilə Barnet təcrübəsində “elektron zirvələrin” oxları da belədir. dəmir çubuğun fırlanma oxuna paralel mövqe tutmaq (buna görə ki, elektron yükü mənfi olarsa, maqnitləşmə istiqaməti çubuğun fırlanma oxuna əks olacaq).
A.F.İoffe və P.L.Kapitsanın təcrübələrində (1917) sap üzərində asılmış maqnitləşdirilmiş dəmir çubuq Küri nöqtəsindən yuxarı sürətlə qızdırıldı. Bu vəziyyətdə, oxları maqnitləşmə səbəbindən çubuğun oxuna paralel sahə boyunca yönəldilmiş "elementar zirvələrin" sifarişli düzülüşü itirildi və baltaların istiqamətinin xaotik paylanması ilə əvəz olundu, belə ki, “elementar zirvələrin” ümumi maqnit və mexaniki momentləri sıfıra yaxın oldu (şək. 257). Bucaq impulsunun saxlanma qanununa görə dəmir çubuq maqnitsizləşdirildikdə fırlanma impulsunu əldə etdi.
düyü. 257. İoffe-Kapitsa təcrübəsinin ideyasını izah edən diaqram. a - dəmir çubuq maqnitləşdirilmişdir; b - çubuq Küri nöqtəsindən yuxarı qızdırılmaqla maqnitsizləşdirilir.
Eynşteyn və de Haasın təcrübələrində, Barnetin təcrübələrində və İoffe və Kapitsa təcrübələrində bir çox alimlər tərəfindən dəfələrlə təkrarlanan maqnit momentinin və fırlanma momentinin ölçülməsi göstərdi ki, bu kəmiyyətlərin nisbəti düsturla müəyyən edilir. (34) düsturu ilə deyil (33). Bu onu göstərir ki, dəmirdə (və ümumiyyətlə ferromaqnit cisimlərdə) maqnetizmin əsas elementi atomların müsbət nüvələri ətrafında elektronların orbital hərəkəti deyil, elektronların spin-ox fırlanmasıdır.
Bununla belə, elektronların orbital hərəkəti maddələrin maqnit xüsusiyyətlərinə də təsir göstərir: atomların, ionların və molekulların maqnit momenti spin və orbital maqnit momentlərinin həndəsi cəmidir (lakin atomların quruluşu elədir ki, spin momentləri yenidən həlledici rol oynayır. bu məbləğdə rol).
Bir hissəciyin ümumi maqnit anı sıfır olduqda, maddə diamaqnit olur. Formal olaraq, diamaqnit maddələr birdən az bir maqnit keçiriciliyi ilə xarakterizə olunur, buna görə də mənfi maqnit həssaslığı diamaqnit maddələrin maqnitləşmə sahəsinin gücünə əks istiqamətdə maqnitləşməsi deməkdir;
Elektron nəzəriyyə diamaqnetizmi maqnit sahəsinin elektronların nüvələr ətrafında orbital hərəkətinə təsiri ilə izah edir. Elektronun bu hərəkəti, artıq izah edildiyi kimi, cərəyana bərabərdir. Bir maqnit sahəsi atoma təsir etməyə başlayanda və onun intensivliyi sıfırdan müəyyən bir dəyərə yüksəldikdə, Lenz qanununa (§ 71) görə, "əlavə cərəyan induksiya olunur". bu "əlavə cərəyan" həmişə sıfırdan sahəyə artan cərəyanın əksinə yönəldilir. Əgər maqnitləşmə sahəsi orbit müstəvisinə perpendikulyardırsa, onda o, sadəcə olaraq öz orbitində elektronun sürətini dəyişir və bu dəyişmiş sürət dəyəri atom maqnit sahəsində olduğu müddətdə saxlanılır; sahə orbital müstəviyə perpendikulyar deyilsə, o zaman orbital oxunun sahənin istiqaməti ətrafında presessiya hərəkəti yaranır və qurulur (yuxarının dayaq nöqtəsindən keçən şaquli ətrafında yuxarı oxunun presessiyasına bənzər) (I cild, § 38).
Hesablamalar diamaqnit maddələrin maqnit həssaslığının aşağıdakı formuluna gətirib çıxarır:
burada elektronun yükü və kütləsi, atomdakı elektronların sayı, maddənin vahid həcminə düşən atomların sayı, orta radius elektron orbitləri.
Beləliklə, diamaqnit effekti bütün maddələrin ümumi xassəsidir; lakin bu təsir kiçikdir və ona görə də onu ancaq onun əksində güclü paramaqnit effekti olmadıqda müşahidə etmək olar.
Paramaqnetizm nəzəriyyəsi 1905-ci ildə Lanqevin tərəfindən hazırlanmış və Flek, Stoner və başqalarının (1927-ci ildə və sonrakı illərdə) müasir konsepsiyaları əsasında hazırlanmışdır. Atomun quruluşundan asılı olaraq, ayrı-ayrı atomdaxili elektronların yaratdığı maqnit momentləri ya bir-birini ləğv edə bilər, belə ki, atom bütövlükdə qeyri-maqnit olur (belə maddələr diamaqnit xassələri nümayiş etdirir) və ya nəticədə atomun maqnit momentinin sıfırdan fərqli olduğu ortaya çıxır. Bu sonuncu halda, kvant mexanikasının göstərdiyi kimi, atomun maqnit anı (daha doğrusu, elektron qabığı) təbii olaraq bir növ “maqnetizm atomu” vasitəsilə ifadə olunur (III cild, §§ 59, 67-70). kvant üçün
Mexanikada bu "maqnetizm atomu" elektronun nüvə ətrafında fırlanması nəticəsində yaranan maqnit momentidir - Bor maqnitonu, bərabərdir.
(burada elektronun yükü, Plank sabiti, c işığın sürəti, elektronun kütləsidir).
Hər bir elektron nüvə ətrafında hərəkətindən asılı olmayaraq eyni maqnit momentinə malikdir, lakin quruluşuna görə və ya şərti olaraq dedikləri kimi, ox ətrafında fırlanmasına görə. Spinin maqnit anı Bor maqnitonuna bərabərdir, spinin mexaniki anı [(33) və (34) düsturlarına uyğun olaraq] elektronun orbital momentinin yarısına bərabərdir.
Bəzi atom nüvələrinin də maqnit momentləri var, lakin atomların elektron qabıqlarına xas olan maqnit momentlərindən minlərlə dəfə kiçikdir § 115). Nüvələrin maqnit momentləri nüvə maqnitonu vasitəsilə ifadə edilir, dəyəri Bor maqnitonunun dəyəri ilə eyni düsturla müəyyən edilir, əgər bu düsturda elektronun kütləsi protonun kütləsi ilə əvəz olunursa.
Lanqevinin nəzəriyyəsinə görə, paramaqnit maddə maqnitləşdirildikdə molekullar öz maqnit momentləri ilə sahə xətləri istiqamətində istiqamətlənir, lakin molekulyar istilik
bu və ya digər dərəcədə hərəkət bu oriyentasiyanı alt-üst edir. Paramaqnit maddənin maqnitləşməsinin molekulyar mənzərəsi dielektrik qütbləşməsinə bənzəyir (§ 22), əgər əlbəttə ki, sərt elektrik dipollarının elementar maqnitlərlə əvəz olunduğunu təsəvvür etsək və elektrik sahəsi- maqnit sahəsi. Elementar maqnitlərin maqnitləşmə sahəsi istiqamətində oriyentasiya dərəcəsi maqnit anının sahənin istiqamətinə orta proyeksiyasının dəyəri ilə qiymətləndirilə bilər (bir molekula hesablanır). Elementar maqnitlərin oxlarının təsadüfi düzülüşü ilə, bütün elementar maqnitlər sahə istiqamətində yönəldildikdə,
Langevin göstərdi ki, temperaturda və səhər daxili maqnit sahəsinin intensivliyində § 22-dəki düstura oxşar nisbət aşağıdakı funksiya ilə ifadə edilir:
Kiçik dəyərlər üçün, artıq § 22-də qeyd edildiyi kimi, yuxarıdakı Lanqevin funksiyası (36) y qiymətini alır, buna görə də bu halda
Aydındır ki, maqnitləşmə dəyərin məhsuluna və vahid həcmə düşən molekulların sayına bərabərdir:
Beləliklə, maddənin sabit sıxlığında maqnitləşmə mütləq temperaturla tərs mütənasibdir. Bu fakt 1895-ci ildə Küri tərəfindən empirik şəkildə müəyyən edilmişdir.
Əksər paramaqnit maddələr üçün birlik ilə müqayisədə kiçikdir, buna görə də düsturda əvəz etməklə və onu əvəz etməklə birlik ilə müqayisədə dəyəri laqeyd edə bilərik; onda alırıq:
burada xüsusi maqnit həssaslığı (yəni, vahid kütlə üçün həssaslıq) ifadə edilir. Bu düstur Küri qanunu adlanır. Bir çox paramaqnit üçün Küri qanununun aşağıdakı, daha mürəkkəb forması [formula (31)] daha dəqiqdir:
Bəzi paramaqnit maddələr üçün dəyər müsbət, digərləri üçün mənfidir.
Maqnitləşdirildikdə, maqnitin qütbləri arasındakı boşluğa paramaqnit maddə çəkilir. Buna görə də, maqnitləşmə zamanı paramaqnit maddə iş yarada bilər, halbuki iş demaqnitləşməyə sərf edilməlidir. Bununla əlaqədar olaraq, Debayın nəzəri olaraq proqnozlaşdırdığı kimi, sürətli adiabatik demaqnitləşmə zamanı paramaqnit maddələr müəyyən qədər soyumağa məruz qalmalıdır (xüsusilə çox aşağı temperatur bölgəsində, temperaturun azalması ilə paramaqnitin maqnit həssaslığı çox artır). 1933-cü ildən bəri bir sıra laboratoriyalarda aparılan təcrübələr nəzəriyyənin nəticələrini təsdiqlədi və cisimlərin dərindən soyudulması üçün maqnit metodunun inkişafı üçün əsas oldu. Paramaqnit maddə adi üsullarla maqnit sahəsində maye helium temperaturuna qədər soyudulur, bundan sonra maddə tez bir zamanda maqnit sahəsindən çıxarılır ki, bu da bu maddədə temperaturun daha da azalmasına səbəb olur. Bu üsul mütləq sıfırdan dərəcənin mində biri ilə fərqlənən temperaturlar yaradır.
Ferromaqnit maddələrin xarakterik xüsusiyyəti, nisbətən zəif sahələrdə onların demək olar ki, tam doyma səviyyəsinə qədər maqnitləşməsidir. Buna görə də, ferromaqnitlərdə istilik hərəkətinin təsirini dəf edərək elementar maqnit anlarının nizamlı istiqamətini təşviq edən bəzi qüvvələr var. Ferromaqnitlərin maqnitləşməsini təşviq edən qüvvələrin daxili sahəsinin mövcudluğu haqqında fərziyyə ilk dəfə 1892-ci ildə rus alimi B. L. Rozinq tərəfindən ifadə edilmiş və 1907-ci ildə P. Vayss tərəfindən əsaslandırılmışdır.
Ferromaqnit maddələrdə elementar maqnitlər öz oxu ətrafında fırlanan elektronlardır - spinlər. Weissin ideyalarının inkişafında güman edilir ki, spinlər kristal qəfəsin düyünlərində yerləşərək bir-biri ilə qarşılıqlı təsir göstərərək, ferromaqnit kristalının ayrı-ayrı kiçik sahələrində (bu sahələr domen adlanır) daxili sahə yaradırlar. bütün spinlər bir istiqamətdədir ki, hər bir belə sahə (domen) doyma dərəcəsinə qədər kortəbii (kortəbii) maqnitləşir. Bununla birlikdə, xarici maqnit sahəsi olmadıqda kristalın bitişik sahələri qeyri-bərabər istiqamətlərə malikdir.
maqnitləşmə. Hesablamalar göstərir ki, məsələn, dəmir kristallarında kub kristal hüceyrənin istənilən kənarı istiqamətində “kortəbii” maqnitləşmə baş verə bilər.
Zəif bir xarici maqnit sahəsi domendəki bütün spinlərin maqnitləşmə sahəsinin istiqaməti ilə ən kiçik bucaq yaradan kub hüceyrənin kənarı istiqamətində dönməsinə səbəb olur.
düyü. 258. Ferromaqnitin maqnitləşməsi zamanı domenlərdə spinlərin orientasiyası.
Daha çox güclü sahə sahənin istiqamətinə yaxın spinlərin yeni fırlanmasına səbəb olur. Maqnit doyma o zaman əldə edilir ki, bütün kortəbii maqnitləşmiş mikrokristal sahələrin maqnit momentləri sahənin istiqamətinə yönəldilir. Maqnitləşdirildikdə, fırlanan domenlər deyil, onlarda olan bütün spinlər; hər hansı bir mikrokristalin növbəsində bütün arxalar eyni vaxtda, formalaşmış əsgərlər kimi; spinlərin bu fırlanması əvvəlcə bəzi domenlərdə, sonra digərlərində baş verir. Beləliklə, ferromaqnit maddənin maqnitləşmə prosesi mərhələli şəkildə aparılır (şək. 258).
Eksperimental olaraq, pilləli maqnitləşmə ilk dəfə Barkhausen (1919) tərəfindən kəşf edilmişdir. Bu hadisəni nümayiş etdirmək üçün münasib olan ən sadə təcrübə aşağıdakı kimidir: telefona qoşulmuş bobinə daxil edilmiş dəmir çubuq, bobin üzərində asılmış at nalı maqnitini yavaş-yavaş çevirərək tədricən maqnitlənir (şək. 259); Eyni zamanda, telefonda xarakterik xışıltı səsi eşidilir, maqnitləşmə sahəsi kifayət qədər yavaş dəyişdirildikdə (1 saniyədə yüzdə biri ilə) ayrı-ayrı vuruşlara bölünür.
düyü. 259. Barxauzen təcrübəsi.
Məlum oldu ki, əvvəllər blokdan çəkərək qıvrım halına salınmış, sonra onu zorla düzəldilmiş vəziyyətdə saxlayan kapilyar içərisinə daxil edilmiş nazik nikel teli maqnitləşdirərkən Barkhausen effekti müstəsna dərəcədə güclü olur. Maqnitləşmənin fasiləli xarakteri maqnitləşmə diaqramına kiçik pilləli addımlar şəklində təsir göstərir (şək. 260).
Spontan maqnitləşmə sahələri - domenlər eksperimental olaraq N. S. Akulov tərəfindən kəşf edilmiş və tədqiq edilmiş, bu məqsədlə hazırladığı toz maqnit qüsurlarının aşkarlanması metodundan istifadə etmişdir. Domenlər kiçik maqnitlərə bənzədiyi üçün onların arasındakı sərhəddəki sahə vahid deyil.
düyü. 260. Maqnitlənmə əyrilərinin pilləli təbiəti. Dairələrlə işarələnmiş sahələr böyüdülmüş miqyasda göstərilir.
Domenlərin konturlarını aşkar etmək üçün maqnitsizləşdirilmiş ferromaqnit maddənin nümunəsi mikroskopun altına qoyulur və nümunənin səthi içərisində asılmış ən incə dəmir tozunu ehtiva edən maye ilə örtülür. Domenlərin sərhədləri yaxınlığında toplanan dəmir tozu onların konturlarını aydın şəkildə qeyd edir (Şəkil 261),
düyü. 261. Təmiz dəmirdə (a), silikon dəmirdə (b) və kobaltda (c) domenlər.
Yuxarıda izah edilən ferromaqnit xassələrinin mənşəyi ilə bağlı şəkildə bir müddət bir şey aydın deyildi mühüm hissəsidir, yəni domenlər daxilində spinlərin nizamlı oriyentasiyasına səbəb olan daxili sahəni meydana gətirən qüvvələrin təbiəti. 1927-ci ildə sovet fiziki Ya.Q.Dorfman ferromaqnitlərdə daxili sahə qüvvələrinin olmadığını göstərən təcrübə aparmışdır
maqnit qarşılıqlı qüvvələrdir, lakin mənşəyi fərqlidir. Dorfman sürətlə hərəkət edən elektronlar axınından dar bir şüa təcrid edərək (“radioaktiv maddələrin yaydığı beta şüaları”) bu elektronları nikelin nazik ferromaqnit filmindən keçməyə məcbur etdi; Nikel plyonkasının arxasına foto lövhə yerləşdirildi ki, bu da inkişafdan sonra elektronların onunla harada görüşdüyünü müəyyən etməyə imkan verdi, beləliklə maqnitləşdirilmiş təbəqədən keçərkən elektronların əyildiyi bucağı böyük dəqiqliklə ölçmək mümkün oldu. nikel filmi (Şəkil 262). Hesablamalar göstərir ki, əgər ferromaqnitdəki daxili sahə adi maqnit qarşılıqlı təsir xarakteri daşıyırsa, o zaman elektron şüasının izi Dorfman qurğusunda foto lövhədə təxminən 2 sm dəyişəcəkdi; reallıqda yerdəyişmə əhəmiyyətsiz oldu.
düyü. 262. Dorfmanın təcrübəsinin ideyasını izah edən diaqram.
Nəzəri tədqiqatlar prof. Frenkel (1928) və daha sonra Bloch, Stoner və Slater göstərdilər ki, domenlərdə spinlərin nizamlı oriyentasiyası, mövcudluğu kvant mexanikası tərəfindən aşkar edilən və atomların kimyəvi qarşılıqlı təsirində özünü göstərən xüsusi növ qüvvələr tərəfindən törədilir. kovalent bağ; I cild, § 130). Bu qüvvələr kvant mexanikasında qəbul edilmiş hesablama və şərh üsuluna görə mübadilə qüvvələri adlanır. Hesablamalar göstərdi ki, tək kristalda dəmir atomları arasında qarşılıqlı mübadilə enerjisi maqnit qarşılıqlı təsirinin enerjisindən yüz dəfələrlə yüksəkdir. Bu, Ya G. Dorfmanın yuxarıda qeyd olunan təcrübələrdə apardığı ölçmələrə uyğundur.
Bununla belə, praktiki olaraq ən çox mühüm xassələri Ferromaqnitlər mübadilə qarşılıqlı təsiri ilə deyil, əsasən maqnit qarşılıqlı təsiri ilə müəyyən edilir. Fakt budur ki, ferromaqnitlərdə "kortəbii" maqnitləşmə (domenlər) bölgələrinin mövcudluğu mübadilə qüvvələri tərəfindən törədilsə də (spinlərin nizamlı istiqaməti mübadilə qarşılıqlı təsirinin minimum enerjisinə uyğundur, yəni ən sabitdir), üstünlük təşkil edir. domenlərin maqnitləşmə istiqamətləri kristal şəbəkənin simmetriyası ilə müəyyən edilir və maqnit qarşılıqlı təsirinin minimum enerjisinə uyğundur. Texniki maqnitləşmə prosesi, yuxarıda izah edildiyi kimi (şək. 258), ayrı-ayrı sahələr daxilində bütün spinləri, ilk növbədə, sahənin istiqaməti ilə ən kiçik bucağı edən asan maqnitləşmənin kristalloqrafik oxu istiqamətində çevirməkdən ibarətdir, və sonra spinləri sahə istiqamətində çevirməklə. Bütün növbə ilə spinlərin belə mərhələli çevrilməsini həyata keçirmək üçün tələb olunan enerji xərcləri
Domenlər və onların sahə boyunca fırlanması, həmçinin müəyyən edilmiş enerji xərclərindən asılı olan bir sıra kəmiyyətlər (maqnitləşməni, maqnitostriksiyanı və digər hadisələri müəyyən edən dəyərlər) N. S. Akulov (1928-ci ildən) tərəfindən hazırlanmış üsullarla ən uğurla hesablanır. və E E. Kondorski (1937-ci ildən).
düyü. 263. Dəmir monokristal üçün nəzəri maqnitləşmə əyrilərinin eksperimental məlumatlarla (onlar dairələrdə göstərilmişdir) müqayisəsi.
Şəkildən. N. S. Akulovun tənliklərindən alınan nəzəri əyrilərin eksperimental məlumatlarla yaxşı uyğunlaşdığını nümunələrdən biri kimi təqdim etdiyimiz 263; sağdakı diaqram kub qəfəsinin fəza diaqonalı istiqamətində dəmir tək kristalının maqnitləşməsini, soldakı diaqram kub üzünün diaqonalı istiqamətində eyni şeyi əks etdirir,
Növbəti böyük kəşf demək olar ki, təsadüfən baş verdi. Kopenhagen Universitetinin fizika professoru Hans Kristian Ørsted (1777-1851) elektrik və maqnetizm haqqında mühazirə oxumağa hazırlaşırdı; Bunun üçün o, elektrik cərəyanının təsirini nümayiş etdirmək üçün sinif otağına akkumulyator gətirib. O, maqnit qüvvələrini nümayiş etdirmək üçün batareyanın yanına kompas qoyub. Əvvəllər o, elektrik və maqnetizm arasında müəyyən əlaqənin olduğunu artıq fərq etmişdi: məsələn, tufan zamanı kompas iynəsi vəhşiləşir.
Mühazirənin başlamasına az vaxt qaldı və professor kiçik bir təcrübə keçirməyi qərara aldı. Oersted kompası elektrik cərəyanının keçdiyi naqilin yanına qoyub və onun şübhələri təsdiqlənib: cərəyanın təsiri ilə kompas iynəsi hərəkət etməyə başlayıb. Beləliklə, əvvəllər tamamilə ayrı hesab edilən iki ayrı hadisənin, elektrik və maqnetizmin əslində bir-biri ilə əlaqəli olduğu ortaya çıxdı. Oersted tədqiqatını davam etdirdi və nəticələrini 1820-ci ildə nəşr etdi.
Oerstedin kəşfi xəbəri çox tez yayıldı. Bir neçə il sonra onun məqaləsi Fransa Elmlər Akademiyasının iclasında oxundu. Bu görüşdə Amper də iştirak edirdi və o, dərhal Oerstedin kəşf etdiyi fenomenin izahı üzərində işləməyə başladı. Nəzəriyyə bir həftə ərzində hazır oldu və elektrik və maqnitizmin elektromaqnetizm nəzəriyyəsində birləşdirilməsi üçün əsas oldu.
Andre Mari Amper (17751836) Lion yaxınlığında anadan olub. Onun atası, Lionda sülhün hakimi kimi xidmət edən varlı tacir, Fransız İnqilabı zamanı edam edildi. İndi Amperin evi muzeyə çevrilib və ictimaiyyət üçün açıqdır. Amper uşaq ikən məktəbə getməyib, biliklərini kitab oxuyaraq əldə edib. Budur onun əla yaddaşı və öyrənmə qabiliyyətindən bəhs edən epizod. Hələ balaca ikən Lion Kitabxanasına getdi və məşhur riyaziyyatçılar Eyler və Bernullinin kitablarını istədi. Kitabxanaçı uşağa başa saldı ki, bunlar mürəkkəb riyazi kitablardır və onun üçün çətin başa düşülür və üstəlik, latın dilində yazılmışdır. Latın dili ilə bağlı xəbərlər Amperi çaşdırdı, lakin o, cəhalətinə qərar verdi latın dili onu narahat etməməlidir. Bir neçə həftə sonra o, artıq latın dilini bildiyi üçün kitabxanaya qayıtdı və bu kitabları oxumağa başladı.
Amper 24 yaşında evləndi və işləyərək ailəsini dolandırdı məktəb müəllimi. 1808-ci ildə məktəblərin müfəttişi təyin edildi və ömrü boyu bu vəzifədə qaldı. Bundan əlavə, Parisdə professor vəzifəsində çalışıb. 1820-ci ilə qədər, Amper elektromaqnetizmlə maraqlandıqda, o, artıq riyaziyyat və kimya sahəsindəki işi ilə məşhur idi. Bu çox yönlü alim riyaziyyat professoru kimi başlamış, sonra fəlsəfə professoru, sonra isə astronomiya professoru olmuşdur! 1824-cü ildən başlayaraq Amper artıq College de France-da fizika professoru idi.
Amper Oerstedin nəticələrini izah etməklə kifayətlənmədi və öz tədqiqatına başladı.
Məsələn, o, göstərdi ki, elektrik naqilini bobinə sarımaqla süni maqnit - təbii maqnitlər kimi hərəkət edən elektromaqnit yaratmaq olar. Amper cəsarətlə, lakin olduqca düzgün bir şəkildə, təbii maqnitlərin özlərində təbii maqnitizm yaratmaq üçün birlikdə hərəkət edən davamlı cərəyanın kiçik rulonlarını ehtiva etdiyini təklif etdi.
Amper məlumatın ötürülməsində elektromaqnetizm fenomeninin əhəmiyyətini dərhal dərk etdi. Cərəyanı açıb-söndürməklə siz kifayət qədər uzaqda yerləşən kompasın iynəsini hərəkət etdirə bilərsiniz. Mesaj elektrik cərəyanının hərəkət etdiyi qədər sürətlə ötürülə bilər. Tezliklə bu prinsiplə işləyən teleqraf qurğularının istehsalına başlandı. İlk teleqraf xətlərindən biri 1834-cü ildə Göttingendə Vilhelm Veberin laboratoriyası ilə Karl Fridrix Qaussun astronomik rəsədxanası arasında çəkilmişdir. Elə həmin il Vaşinqton və Baltimoru (ABŞ) birləşdirən ilk kommersiya teleqraf xətti Morze əlifbasının ixtiraçısı Samuel Morse tərəfindən quruldu.
Oerstedin kəşfinin böyük əhəmiyyətini dərhal qiymətləndirən başqa bir alim ingilis Maykl Faraday idi. O, dəmirçi oğlu idi və minimal təhsil almışdı. 13 yaşında cildçinin şagirdi oldu. Kitabları bağlayır, oxuyur. Müştərilərindən biri ona Humphry Davy-nin ictimai mühazirələrində iştirak etmək üçün pulsuz abunə haqqı verdi (17781829). Faraday səliqəli mühazirə qeydləri etdi, onları gözəl şəkildə bağladı və Davynin onun üçün hər hansı bir işi olub olmadığını soruşan bir qeydlə Davyyə göndərdi. Davy onu öz yerinə dəvət edəndə Faradey sürprizini təsəvvür edin. Xülasə çox diqqətlə yazılmışdı və Davydə yaxşı təəssürat yaratdı. 1820-ci ildə o, oğlana Londondakı Kral İnstitutunda köməkçi vəzifəsini təklif etdi. Beləliklə, elmdə ən məşhur karyeralardan biri başladı. Deyilirdi ki, Davinin ən böyük kəşfi Faraday olub.
Faraday Davy ilə birlikdə oxudu. Davy qitəyə on səkkiz aylıq qastrol səfərinə gedəndə Faradeyni özü ilə apardı, o, orada başqaları arasında Amper və Volta ilə görüşdü. Davy Parisdə Louis GayLuse ilə işləyərkən yeni bir komfort oxuyurdu kimyəvi element- yod, Faraday onlara kömək etdi. Bununla belə, hətta evdə onun rəsmi vəzifələrinə kimyəvi təcrübələr də daxildir.
Oerstedin kəşfi nəticəsində yaranan elektromaqnetizmə müvəqqəti maraqdan başqa, Faraday 1830-cu ilə qədər peşəkar kimyaçı idi. 1833-cü ildə Kral İnstitutunda kimya professoru oldu. Lakin bu vaxta qədər onun elmi maraqları artıq dəyişmişdi. Faraday əmin idi ki, əgər elektrik cərəyanı maqnit qüvvələri yarada bilərsə, onda bir maqnit elektrik cərəyanı yaratmağa qadir olmalıdır. Bu fikri çoxları bölüşdü, onların arasında Amper də var idi, lakin bu maraqlı fikri təsdiqləyə bilmədi.
Bir neçə il ərzində Faraday elektromaqnetizm üzərində müxtəlif təcrübələr apardı. 1831-ci ildə bir rulonu digərinin içərisinə yerləşdirdi. Bobinlərdən birindən cərəyan keçəndə o, elektromaqnit oldu. Faraday maqnitin ikinci sarğıda elektrik cərəyanının yaranmasına səbəb olub-olmadığını öyrənmək istəyirdi. Həqiqətən, bir cərəyan yarandı, ancaq bir anlıq - yalnız elektromaqnit açıldıqda və ya söndürüldükdə. Bu, Faradeyin mühüm kəşfinə səbəb oldu: maqnitin dəyişdirilməsi - məsələn, maqnitin gücünün dəyişdirilməsi və ya onu fırlanması - yaxınlıqdakı bobində elektrik cərəyanı yaradır. Burada əsas maqnitin dəyişdirilməsi idi.
Bu, Faradeyə elektrik generatoru - gələcəkdə elektrik mühəndisliyinin əsasına çevrilən sadə bir dinamo yaratmağa imkan verdi. Bir gün o, kəşfini o zamanlar Xəzinədarlıq katibi olan Uilyam Qladstouna nümayiş etdirdi və soruşdu: "Yaxşı, bundan necə istifadə etmək olar?" Faraday cavab verdi: “Tamamilə mümkündür, cənab, nə vaxtsa siz ondan vergi ala biləcəksiniz”.
Qarşılıqlı əlaqələr.
Dəmir və bir maqnit arasında və ya maqnitlər arasında maqnit qarşılıqlı əlaqə yalnız birbaşa təmasda olduqda deyil, həm də məsafədə baş verir. Məsafə artdıqca qarşılıqlı təsir qüvvəsi azalır və kifayət qədər böyük məsafədə o, nəzərə çarpan olmağı dayandırır. Deməli, kosmosun maqnit yaxınlığındakı hissəsinin xassələri kosmosun maqnit qüvvələrinin özünü göstərmədiyi hissəsinin xüsusiyyətlərindən fərqlənir. Maqnit qüvvələrinin göründüyü kosmosda bir maqnit sahəsi var.
Bir maqnit iynəsi bir maqnit sahəsinə daxil edilərsə, o zaman çox müəyyən bir şəkildə quraşdırılacaq və müxtəlif yerlər sahələrdə fərqli təyin olunacaq.
1905-ci ildə Pol Lanqevin Larmor teoreminə və Lorentsin elektron nəzəriyyəsinə əsaslanaraq dia- və paramaqnetizm nəzəriyyəsinin klassik şərhini işləyib hazırladı.
Təbii və süni maqnitlər
Maqnetit (maqnit dəmir filizi) - dəmiri çəkən daş, qədim alimlər tərəfindən təsvir edilmişdir. Təbiətdə tez-tez rast gəlinən təbii bir maqnitdir. Tərkibində 31% FeO və 69% Fe2O3 olan, tərkibində 72,4% dəmir olan geniş yayılmış mineraldır.Belə materialdan bir zolaq kəsib bir ipə asarsanız, o zaman kosmosda çox xüsusi bir şəkildə quraşdırılacaq: şimaldan cənuba doğru uzanan düz bir xətt boyunca. Əgər zolağını bu vəziyyətdən çıxarsanız, yəni onu olduğu istiqamətdən yayındırsanız və sonra yenidən öz başına buraxsanız, zolaq bir neçə salınım edərək, alacaq. əvvəlki mövqe, şimaldan cənuba doğru qurulmuşdur.
Bu zolağı dəmir yonqarlara batırsanız, onlar hər yerdə bərabər şəkildə zolağa çəkilməyəcəklər. Ən böyük cazibə qüvvəsi zolağın şimala və cənuba baxan uclarında olacaq.
Zolaqda ən böyük cazibə qüvvəsinin tapıldığı bu yerlərə maqnit qütbləri deyilir. Şimala baxan qütb deyilir şimal qütbü maqnit (və ya müsbət) və N (və ya C) hərfi ilə təyin olunur; cənuba yönəlmiş qütb" cənub qütbü (və ya mənfi) adlanır və S (və ya Yu) hərfi ilə təyin olunur. Maqnitin qütblərinin qarşılıqlı təsirini aşağıdakı kimi öyrənmək olar. İki maqnit zolağı götürək və onlardan birini yuxarıda qeyd edildiyi kimi ipə asaq. İkinci şeridi əlinizdə tutaraq, müxtəlif dirəklərlə birinciyə gətirəcəyik.
Belə çıxır ki, başqa bir zolağın cənub qütbünü bir zolağın şimal qütbünə yaxınlaşdırsanız, o zaman dirəklər arasında cəlbedici qüvvələr yaranacaq və sapda asılmış zolaq cəzb olunacaq. Əgər ikinci zolaq da şimal qütbü ilə asılmış zolağın şimal qütbünə gətirilərsə, o zaman asılmış zolaq dəf ediləcək.
Belə təcrübələr aparmaqla Hilbertin maqnit qütblərinin qarşılıqlı təsiri haqqında qoyduğu qanunun doğruluğuna əmin olmaq olar: qütblər kimi itələyir, qütblərdən fərqli olaraq cəzb edir.
Əgər şimal maqnit qütbünü cənubdan ayırmaq üçün maqniti yarıya bölmək istəsək, belə çıxır ki, bunu edə bilməyəcəkdik. Bir maqniti yarıya bölməklə, hər biri iki qütblü iki maqnit alırıq. Bu prosesi daha da davam etdirsək, təcrübənin göstərdiyi kimi, heç vaxt bir qütblü maqnit əldə edə bilməyəcəkdik. Bu təcrübə bizi inandırır ki, maqnitin qütbləri ayrı-ayrılıqda mövcud deyil, mənfi və müsbət elektrik yükləri ayrı-ayrılıqda mövcuddur. Deməli, maqnitizmin elementar daşıyıcıları və ya onlar deyildiyi kimi elementar maqnitlər də iki qütblü olmalıdır.
Yuxarıda təsvir edilən təbii maqnitlər hazırda praktiki olaraq istifadə edilmir. Süni daimi maqnitlər daha güclü və daha rahat olur. Daimi süni maqnit düzəltməyin ən asan yolu, təbii və ya digər süni maqnitlərin əks qütbləri ilə mərkəzdən uclarına qədər sürtsəniz, polad zolaqdandır. Zolaq şəklində olan maqnitlərə zolaqlı maqnitlər deyilir. Çox vaxt at nalı kimi formalı bir maqnitdən istifadə etmək daha rahatdır. Bu tip maqnit at nalı maqniti adlanır.
Süni maqnitlər adətən elə hazırlanır ki, onların uclarında əks maqnit qütbləri yaransın. Bununla belə, bu heç də lazım deyil. Hər iki ucunun eyni qütbün, məsələn, şimalın olacağı bir maqnit etmək mümkündür. Ortadan uclarına qədər bərabər dirəkləri olan bir polad şeridi sürtməklə belə bir maqnit edə bilərsiniz.
Bununla belə, belə bir maqnitin şimal və cənub qütbləri ayrılmazdır. Həqiqətən, onu yonqar tozuna batırsanız, onlar yalnız maqnitin kənarlarına deyil, həm də ortasına güclü şəkildə cəlb ediləcəklər. Şimal qütblərinin kənarlarda, cənub qütbünün isə ortada olduğunu yoxlamaq asandır.
Maqnit xassələri. Maddə sinifləri
Maddənin maqnit xassələrini müəyyən edən kristal qəfəsdə atomların belə mini-maqnitlərinin birləşmiş davranışıdır. Maqnit xüsusiyyətlərinə görə maddələr üç əsas sinfə bölünür: ferromaqnitlər, paramaqnitlər Və diamaqnit materialları. Ümumi ferromaqnitlər sinfindən ayrılmış iki ayrı material alt sinfi də var - antiferromaqnitlər Və ferrimaqnitlər. Hər iki halda, bu maddələr ferromaqnitlər sinfinə aiddir, lakin aşağı temperaturda xüsusi xüsusiyyətlərə malikdir: qonşu atomların maqnit sahələri ciddi şəkildə paralel, lakin əks istiqamətdə düzülür. Antiferromaqnitlər bir elementin atomlarından ibarətdir və nəticədə onların maqnit sahəsi sıfır olur. Ferrimaqnitlər iki və ya daha çox maddənin ərintisidir və əks istiqamətli sahələrin superpozisiyasının nəticəsi bütövlükdə materiala xas olan makroskopik maqnit sahəsidir.Ferromaqnitlər
Aşağı temperaturda bəzi maddələr və ərintilər (əsasən dəmir, nikel və kobalt). Curie xalözləri qurmaq bacarığına yiyələnirlər kristal qəfəs atomların maqnit sahələrinin bir istiqamətli olduğu və bir-birini gücləndirdiyi şəkildə, materialdan kənarda makroskopik bir maqnit sahəsi yaranır. Yuxarıda qeyd olunan daimi maqnitlər belə materiallardan əldə edilir. Əslində, atomların maqnit düzülüşü adətən qeyri-məhdud həcmdə ferromaqnit materialı əhatə etmir: maqnitləşmə bir neçə mindən bir neçə on minlərlə atoma qədər olan həcmlə məhdudlaşır və belə bir material həcmi adətən adlanır. domen(İngilis domenindən - “alan”). Dəmir Küri nöqtəsindən aşağı soyuduqda, hər birində maqnit sahəsi özünəməxsus şəkildə yönəldilmiş çoxlu domenlər əmələ gəlir. Buna görə də, normal vəziyyətdə bərk dəmir maqnitləşmir, baxmayaraq ki, onun daxilində domenlər əmələ gəlir, hər biri hazır mini-maqnitdir. Ancaq təsiri altında xarici şərtlər(məsələn, əridilmiş dəmir güclü maqnit sahəsinin iştirakı ilə bərkidikdə) domenlər nizamlı şəkildə düzülür və onların maqnit sahələri qarşılıqlı şəkildə gücləndirilir. Sonra həqiqi bir maqnit alırıq - açıq bir xarici maqnit sahəsi olan bir bədən. Daimi maqnitlərin dizaynı məhz belədir.
Paramaqnitlər
Əksər materiallarda daxili qüvvələr Atomların maqnit yönümünün düzülüşü yoxdur, domenlər əmələ gəlmir və ayrı-ayrı atomların maqnit sahələri təsadüfi istiqamətləndirilir. Bu səbəbdən ayrı-ayrı maqnit atomlarının sahələri qarşılıqlı olaraq ləğv edilir və belə materialların xarici maqnit sahəsi yoxdur. Lakin belə material güclü xarici sahəyə yerləşdirildikdə (məsələn, güclü maqnitin qütbləri arasında) atomların maqnit sahələri xarici maqnit sahəsinin istiqaməti ilə üst-üstə düşən istiqamətə yönəldilir və biz müşahidə edirik. belə bir materialın mövcudluğunda maqnit sahəsinin gücləndirilməsinin təsiri. Oxşar xassələri olan materiallara paramaqnit deyilir. Bununla belə, xarici maqnit sahəsi çıxarılan kimi paramaqnit dərhal demaqnitsizləşir, çünki atomlar yenidən xaotik şəkildə düzülür. Yəni paramaqnit materialları müvəqqəti maqnitləşmə qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur.
Diamaqnitlər
Atomlarının öz maqnit momenti olmayan maddələrdə (yəni qönçədə maqnit sahələrinin söndüyü yerlərdə - elektronlar səviyyəsində) fərqli təbiətli maqnitizm yarana bilər. Faradeyin elektromaqnit induksiyasının ikinci qanununa görə, cərəyan keçirən dövrədən keçən maqnit sahəsinin axını artdıqda, dövrədə elektrik cərəyanının dəyişməsi maqnit axınının artmasına qarşı çıxır. Nəticədə, güclü maqnit sahəsinə özünəməxsus maqnit xassələrinə malik olmayan bir maddə daxil edilərsə, cərəyanla mikroskopik dövrələr olan atom orbitlərindəki elektronlar hərəkətlərinin xarakterini elə dəyişəcək ki, maqnit maqnit sahəsinin hərəkətinin qarşısını alsın. maqnit axınının artması, yəni öz maqnit sahəsini yaradacaqlar , xarici sahə ilə müqayisədə əks istiqamətə yönəldilir. Belə materiallar adətən diamaqnit adlanır.
Təbiətdəki maqnitizm
Bir çox təbiət hadisələri maqnit qüvvələri tərəfindən dəqiq müəyyən edilir. Onlar mikrodünyanın bir çox hadisələrinin mənbəyidir: atomların, molekulların davranışı, atom nüvələri və elementar hissəciklər - elektronlar, protonlar, neytronlar və s. Bundan əlavə, maqnit hadisələri də nəhənglər üçün xarakterikdir. göy cisimləri: Günəş və Yer nəhəng maqnitdir. Elektromaqnit dalğalarının (radio dalğaları, infraqırmızı, görünən və ultrabənövşəyi radiasiya, rentgen şüaları və qamma şüaları) enerjisinin yarısı maqnitdir. Yerin maqnit sahəsi bir sıra hadisələrdə özünü göstərir və xüsusən də auroraların meydana gəlməsinin səbəblərindən biri olduğu ortaya çıxır.Prinsipcə, qeyri-maqnit maddələr mövcud deyil. İstənilən maddə həmişə “maqnit”dir, yəni maqnit sahəsində xassələrini dəyişir. Bəzən bu dəyişikliklər çox kiçikdir və yalnız xüsusi avadanlıqdan istifadə etməklə aşkar edilə bilər; bəzən olduqca əhəmiyyətlidirlər və çox köməyi ilə çox çətinlik çəkmədən aşkar edilirlər sadə vasitələr. Zəif maqnit maddələrinə alüminium, mis, su, civə və s. yüksək maqnit və ya sadəcə maqnit (adi temperaturda) dəmir, nikel, kobalt və bəzi ərintilər daxildir.
Maqnitizmdən istifadə
Müasir elektrotexnika elektrik enerjisi yaratmaq və onu müxtəlif enerji növlərinə çevirmək üçün maddənin maqnit xüsusiyyətlərindən çox geniş istifadə edir. Tel və simsiz rabitə cihazlarında, televiziyada, avtomatlaşdırmada və telemexanikada müəyyən maqnit xüsusiyyətləri olan materiallardan istifadə olunur. Canlı təbiətdə maqnit hadisələri də mühüm rol oynayır.Maqnit hadisələrinin fövqəladə ümumiliyi və onların nəhəng praktiki əhəmiyyəti təbii olaraq ona gətirib çıxarır ki, maqnetizmin öyrənilməsi müasir fizikanın ən mühüm sahələrindən biridir.
Maqnitizm həm də kompüter dünyasının ayrılmaz hissəsidir: 2010-cu illərə qədər maqnit yaddaş daşıyıcıları (kompakt kasetlər, disketlər və s.) dünyada çox geniş yayılmışdı, lakin maqnito-optik yaddaş daşıyıcıları (DVD-RAM) hələ də “sitat edilir”. ”
Yüklənmiş cisimlər elektrik sahəsinə əlavə olaraq başqa bir sahə yaratmağa qadirdir. Əgər yüklər hərəkət edərsə, deməli, onların ətrafındakı məkanda xüsusi bir maddə növü yaranır maqnit sahəsi. Nəticədə yüklərin nizamlı hərəkəti olan elektrik cərəyanı da maqnit sahəsi yaradır. Elektrik sahəsi kimi, maqnit sahəsi də kosmosda məhdud deyil, çox sürətlə yayılır, lakin yenə də sonlu sürətlə yayılır. Onu yalnız hərəkət edən yüklü cisimlərə (və nəticədə cərəyanlara) təsiri ilə aşkar etmək olar.
Maqnit sahəsini təsvir etmək üçün daxil etməlisiniz güc xüsusiyyəti intensivlik vektoruna oxşar sahələr E elektrik sahəsi. Belə bir xüsusiyyət vektordur B maqnit induksiyası. SI vahidlər sistemində maqnit induksiyasının vahidi 1 Tesla (T) təşkil edir. Əgər induksiya ilə maqnit sahəsində B bir dirijor uzunluğu qoyun l cərəyanla I, sonra bir qüvvə çağırıldı Amper qüvvəsi düsturla hesablanır:
Harada: IN- maqnit sahəsinin induksiyası; I- keçiricidəki cərəyan gücü, l- onun uzunluğu. Amper qüvvəsi maqnit induksiya vektoruna və keçiricidən keçən cərəyanın istiqamətinə perpendikulyar yönəldilmişdir.
Amper qüvvəsinin istiqamətini təyin etmək üçün adətən istifadə olunur "Sol əl" qaydası: yerləşdirilərsə sol əl induksiya xətləri xurma içərisinə girsin və uzanan barmaqlar cərəyan boyunca yönəlsin, sonra geri çəkilsin. baş barmaq keçiriciyə təsir edən Amper qüvvəsinin istiqamətini göstərəcək (şəklə bax).
Əgər bucaq α maqnit induksiya vektorunun istiqamətləri ilə keçiricidəki cərəyan 90°-dən fərqlidir, onda Amper qüvvəsinin istiqamətini təyin etmək üçün cərəyanın istiqamətinə perpendikulyar olan maqnit sahəsinin komponentini götürmək lazımdır. . Bu mövzunun problemlərini dinamikada və ya statikada olduğu kimi həll etmək lazımdır, yəni. koordinat oxları boyunca qüvvələri təsvir etməklə və ya vektor toplama qaydalarına uyğun olaraq qüvvələri əlavə etməklə.
Cərəyanla çərçivəyə təsir edən qüvvələrin anı
Cərəyanı olan çərçivə maqnit sahəsində olsun və çərçivənin müstəvisi sahəyə perpendikulyar olsun. Amper qüvvələri çərçivəni sıxacaq və onların nəticəsi sıfıra bərabər olacaqdır. Əgər cərəyanın istiqamətini dəyişdirsəniz, o zaman Amper qüvvələri öz istiqamətlərini dəyişəcək və çərçivə sıxılmayacaq, əksinə uzanacaq. Əgər maqnit induksiyası xətləri çərçivənin müstəvisində yerləşirsə, onda Amper qüvvələrinin fırlanma anı baş verir. Amper qüvvələrinin fırlanma anı bərabərdir:
Harada: S- çərçivə sahəsi, α - normal çərçivə ilə maqnit induksiya vektoru arasındakı bucaq (normal çərçivənin müstəvisinə perpendikulyar vektordur), N- döngələrin sayı, B- maqnit sahəsinin induksiyası; I– çərçivədəki cərəyan gücü.
Lorentz qüvvəsi
Δ uzunluğunda keçiricinin seqmentinə təsir edən amper qüvvəsi l cari gücü ilə I, maqnit sahəsində yerləşir B ayrı-ayrı yükdaşıyıcılara təsir edən qüvvələrlə ifadə oluna bilər. Bu qüvvələr adlanır Lorentz qüvvələri. Yüklü bir hissəciyə təsir edən Lorentz qüvvəsi q maqnit sahəsində B, sürətlə hərəkət edir v, aşağıdakı düsturla hesablanır:
Künc α bu ifadədə bucağa bərabərdir sürət və maqnit induksiya vektoru arasında. Təsir edən Lorentz qüvvəsinin istiqaməti müsbət yüklü hissəcik, eləcə də Amper qüvvəsinin istiqaməti sol əl qaydası və ya gimlet qaydasından (Amper qüvvəsi kimi) istifadə etməklə tapıla bilər. Maqnit induksiya vektorunu zehni olaraq sol əlinizin ovucuna daxil etmək lazımdır, dörd qapalı barmaq yüklü hissəciyin hərəkət sürətinə uyğun olaraq yönəldilməlidir və əyilmiş baş barmaq Lorentz qüvvəsinin istiqamətini göstərəcəkdir. Əgər hissəcik varsa mənfi yükləndikdə, sol qayda ilə tapılan Lorentz qüvvəsinin istiqamətini əksi ilə əvəz etmək lazımdır.
Lorentz qüvvəsi sürət və maqnit sahəsinin induksiya vektorlarına perpendikulyar yönəldilmişdir. Yüklü hissəcik maqnit sahəsində hərəkət etdikdə Lorentz qüvvəsi heç bir iş görmür. Buna görə də hissəcik hərəkət edərkən sürət vektorunun böyüklüyü dəyişmir. Əgər yüklənmiş hissəcik Lorentz qüvvəsinin təsiri altında vahid maqnit sahəsində hərəkət edirsə və onun sürəti maqnit sahəsinin induksiya vektoruna perpendikulyar müstəvidə yerləşirsə, onda hissəcik radiusu istifadə edərək hesablana bilən dairədə hərəkət edəcək. aşağıdakı formula:
Bu vəziyyətdə Lorentz qüvvəsi mərkəzdənqaçma qüvvəsi rolunu oynayır. Vahid maqnit sahəsində bir hissəciyin çevrilmə müddəti bərabərdir:
Son ifadə göstərir ki, verilmiş kütlənin yüklü hissəcikləri üçün m inqilab dövrü (və buna görə də həm tezlik, həm də bucaq sürəti) sürətdən (və buna görə də kinetik enerjidən) və trayektoriyanın radiusundan asılı deyil. R.
Maqnit sahəsi nəzəriyyəsi
İki paralel naqil eyni istiqamətdə cərəyan keçirirsə, bir-birini cəlb edir; əks istiqamətlərdə olarsa, onlar dəf edirlər. Bu fenomenin nümunələri Amper tərəfindən eksperimental olaraq quruldu. Cərəyanların qarşılıqlı təsirinə onların maqnit sahələri səbəb olur: bir cərəyanın maqnit sahəsi digər cərəyana və əksinə Amper qüvvəsi kimi çıxış edir. Təcrübələr göstərdi ki, uzunluğu Δ olan seqmentə təsir edən qüvvə modulu l keçiricilərin hər biri cari gücü ilə düz mütənasibdir I 1 və I 2 keçiricilərdə, kəsilmiş uzunluğu Δ l və məsafəyə tərs mütənasibdir R onların arasında:
Harada: μ 0 adlanan sabit dəyərdir maqnit sabiti. Maqnit sabitinin SI-yə daxil edilməsi bir sıra düsturların yazılmasını asanlaşdırır. Onun ədədi dəyəri:
μ 0 = 4π ·10 –7 H/A 2 ≈ 1,26·10 –6 H/A 2 .
İki keçiricinin cərəyanla qarşılıqlı təsir qüvvəsi üçün verilmiş ifadəni və Amper qüvvəsi ifadəsini müqayisə edərək, ifadəni əldə etmək çətin deyil. cərəyan keçirən düz keçiricilərin hər birinin yaratdığı maqnit sahəsinin induksiyası məsafədə R ondan:
Harada: μ – maddənin maqnit keçiriciliyi (aşağıda bu barədə ətraflı). Əgər cərəyan dairəvi növbə ilə axırsa, o zaman dönüş mərkəzi maqnit sahəsi induksiya düsturla müəyyən edilir:
Elektrik xətləri Maqnit sahəsi maqnit oxlarının yerləşdiyi tangens boyunca olan xətt adlanır. Maqnit iynəsi uzun və nazik maqnit adlanır, qütbləri nöqtəvari olur. İpdə asılmış maqnit iynəsi həmişə bir istiqamətə fırlanır. Üstəlik, onun bir ucu şimala, digəri isə cənuba yönəlib. Beləliklə, qütblərin adı: şimal ( N) və cənub ( S). Maqnitlərin həmişə iki qütbü var: şimal (mavi və ya hərflə göstərilmişdir N) və cənub (qırmızı və ya hərflə S). Maqnitlər yüklərlə eyni şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir: qütblər kimi dəf edir və qütblərdən fərqli olaraq cəlb edir. Bir qütblə maqnit əldə etmək mümkün deyil. Maqnit qırılsa belə, hər hissənin iki fərqli qütbü olacaq.
Maqnit induksiya vektoru
Maqnit induksiya vektoru- vektor fiziki kəmiyyət, maqnit sahəsinin xarakteristikası olan, 1 A və uzunluğu 1 m olan cərəyan elementinə təsir edən qüvvəyə ədədi olaraq bərabərdir, əgər sahə xəttinin istiqaməti keçiriciyə perpendikulyardırsa. Təyin edilmişdir IN, ölçü vahidi - 1 Tesla. 1 T çox böyük bir dəyərdir, buna görə də real maqnit sahələrində maqnit induksiyası mT ilə ölçülür.
Maqnit induksiya vektoru tangensial olaraq qüvvə xətlərinə yönəldilir, yəni. verilmiş maqnit sahəsində yerləşdirilən maqnit iynəsinin şimal qütbünün istiqaməti ilə üst-üstə düşür. Maqnit induksiya vektorunun istiqaməti keçiriciyə təsir edən qüvvənin istiqaməti ilə üst-üstə düşmür, buna görə də maqnit sahəsi xətləri, ciddi şəkildə desək, güc xətləri deyil.
Maqnit sahəsi xətti daimi maqnitlər şəkildə göstərildiyi kimi maqnitlərin özlərinə münasibətdə yönəldilir:
halda elektrik cərəyanının maqnit sahəsi sahə xətlərinin istiqamətini müəyyən etmək üçün qaydadan istifadə edin "Sağ əl": dirijoru içəri götürsəniz sağ əl baş barmaq cərəyan boyunca yönəldilməlidir, sonra dirijoru bağlayan dörd barmaq dirijorun ətrafındakı güc xətlərinin istiqamətini göstərir:
Sabit cərəyan vəziyyətində, maqnit induksiya xətləri təyyarələri cərəyana perpendikulyar olan dairələrdir. Maqnit induksiya vektorları çevrəyə tangensial olaraq yönəldilir.
Solenoid- elektrik cərəyanının keçdiyi silindrik səthə sarılmış keçirici I birbaşa daimi maqnit sahəsinə bənzəyir. Solenoid uzunluğunun içərisində l və növbələrin sayı N induksiya ilə vahid bir maqnit sahəsi yaradılır (onun istiqaməti də sağ əl qaydası ilə müəyyən edilir):
Maqnit sahəsinin xətləri qapalı xətlərə bənzəyir- Bu ümumi mülkiyyət bütün maqnit xətləri. Belə sahəyə burulğan sahəsi deyilir. Daimi maqnitlər vəziyyətində, xətlər səthdə bitmir, lakin maqnitin içərisinə nüfuz edir və içəridən bağlanır. Elektrik və maqnit sahələri arasındakı bu fərq, elektrikdən fərqli olaraq, maqnit yüklərinin olmaması ilə izah olunur.
Maddənin maqnit xassələri
Bütün maddələr maqnit xüsusiyyətlərinə malikdir. Maddənin maqnit xassələri xarakterizə olunur nisbi maqnit keçiriciliyi μ , bunun üçün aşağıdakılar doğrudur:
Bu düstur vakuumda və verilmiş mühitdə maqnit sahəsinin induksiya vektorunun uyğunluğunu ifadə edir. Elektrik qarşılıqlı təsirindən fərqli olaraq, bir mühitdə maqnit qarşılıqlı təsir zamanı maqnit keçiriciliyi olan vakuumla müqayisədə qarşılıqlı təsirin həm artması, həm də zəifləməsi müşahidə edilə bilər. μ = 1. U diamaqnit materialları maqnit keçiriciliyi μ birdən bir qədər azdır. Nümunələr: su, azot, gümüş, mis, qızıl. Bu maddələr maqnit sahəsini bir qədər zəiflədir. Paramaqnitlər- oksigen, platin, maqnezium - sahəni bir qədər artırır, malik olur μ birdən bir qədər çox. U ferromaqnitlər- dəmir, nikel, kobalt - μ >> 1. Məsələn, dəmir üçün μ ≈ 25000.
Maqnit axını. Elektromaqnit induksiyası
Fenomen elektromaqnit induksiyası 1831-ci ildə görkəmli ingilis fiziki M. Faraday tərəfindən kəşf edilmişdir. Bu, dövrəyə daxil olan maqnit axını zamanla dəyişdikdə, qapalı keçirici dövrədə elektrik cərəyanının baş verməsindən ibarətdir. Maqnit axını Φ meydan boyu S kontur dəyər adlanır:
Harada: B– maqnit induksiya vektorunun modulu, α – maqnit induksiya vektoru arasındakı bucaq B və kontur müstəvisinə normal (perpendikulyar), S- kontur sahəsi, N- dövrədə növbələrin sayı. Maqnit axınının SI vahidi Weber (Wb) adlanır.
Faraday eksperimental olaraq müəyyən etdi ki, keçirici dövrədə maqnit axını dəyişdikdə, induksiya edilmiş emf ε ind, sürətə bərabərdir mənfi işarə ilə çəkilmiş konturla məhdudlaşan səthdə maqnit axınının dəyişməsi:
Qapalı bir dövrədən keçən maqnit axınında dəyişiklik iki mümkün səbəbə görə baş verə bilər.
- Maqnit axını dövrə və ya onun hissələrinin vaxt sabit maqnit sahəsində hərəkəti səbəbindən dəyişir. Bu, keçiricilər və onlarla birlikdə pulsuz yük daşıyıcıları bir maqnit sahəsində hərəkət etdikdə belədir. İnduksiya edilmiş emf-nin meydana gəlməsi Lorentz qüvvəsinin hərəkət edən keçiricilərdə sərbəst yüklərə təsiri ilə izah olunur. Lorentz qüvvəsi bu halda xarici qüvvə rolunu oynayır.
- Dövrə nüfuz edən maqnit axınının dəyişməsinin ikinci səbəbi dövrə sabit olduqda maqnit sahəsinin vaxtının dəyişməsidir.
Problemləri həll edərkən, maqnit axınının niyə dəyişdiyini dərhal müəyyən etmək vacibdir. Üç seçim mümkündür:
- Maqnit sahəsi dəyişir.
- Kontur sahəsi dəyişir.
- Sahəyə nisbətən çərçivənin istiqaməti dəyişir.
Bu vəziyyətdə, problemləri həll edərkən, EMF adətən modul hesablanır. Elektromaqnit induksiyası fenomeninin baş verdiyi xüsusi bir vəziyyətə də diqqət yetirək. Beləliklə, bir dövrədə induksiya edilmiş emf-nin maksimum dəyəri N döngələr, sahə S, bucaq sürəti ilə fırlanır ω induksiya ilə maqnit sahəsində IN:
Maqnit sahəsində dirijorun hərəkəti
Uzunluğu olan bir dirijoru hərəkət etdirərkən l maqnit sahəsində B sürətlə v onun uclarında Lorentz qüvvəsinin keçiricidəki sərbəst elektronlara təsiri nəticəsində yaranan potensial fərq yaranır. Bu potensial fərq (dəqiq desək, emf) düsturdan istifadə etməklə tapılır:
Harada: α - sürət istiqaməti ilə maqnit induksiya vektoru arasında ölçülən bucaq. Dövrənin stasionar hissələrində EMF baş vermir.
Çubuq uzunsa L maqnit sahəsində fırlanır IN bucaq sürəti ilə uclarından birinin ətrafında ω , sonra uclarında potensial fərq (EMF) yaranacaq, bu düsturla hesablana bilər:
Endüktans. Öz-özünə induksiya. Maqnit sahəsinin enerjisi
Öz-özünə induksiya elektromaqnit induksiyası üçün vacib bir xüsusi haldır, dövrənin özündə cərəyanla induksiya edilmiş emf-ə səbəb olan dəyişən bir maqnit axını yarandıqda. Nəzərə alınan dövrədə cərəyan nədənsə dəyişirsə, bu cərəyanın maqnit sahəsi də dəyişir və nəticədə dövrəyə nüfuz edən öz maqnit axını dəyişir. Dövrədə Lenz qaydasına görə dövrədə cərəyanın dəyişməsinin qarşısını alan öz-özünə induktiv emf yaranır. Öz-özünə maqnit axını Φ , dövrəni və ya sarğı cərəyanla deşmək, cərəyan gücünə mütənasibdir I:
Proporsionallıq faktoru L bu düsturda özünüinduksiya əmsalı adlanır və ya endüktans rulonlar. SI induktivlik vahidi Henri (H) adlanır.
Unutmayın: dövrənin endüktansı nə maqnit axınından, nə də içindəki cərəyan gücündən asılı deyil, yalnız dövrənin forması və ölçüsü, habelə xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir. mühit. Buna görə də dövrədə cərəyan dəyişdikdə endüktans dəyişməz qalır. Bobinin endüktansı düsturla hesablana bilər:
Harada: n- rulonun vahid uzunluğuna görə növbələrin konsentrasiyası:
Öz-özünə səbəb olan emf Faradeyin düsturuna görə sabit endüktans dəyəri olan bir rulonda yaranan , bərabərdir:
Beləliklə, özünü induksiya EMF bobinin endüktansı və içindəki cərəyanın dəyişmə sürəti ilə birbaşa mütənasibdir.
Maqnit sahəsinin enerjisi var. Doldurulmuş kondansatördə elektrik enerjisi ehtiyatı olduğu kimi, cərəyanın keçdiyi sarğıda da bir maqnit enerjisi ehtiyatı var. Enerji W m endüktansı olan bobinin maqnit sahəsi L, cari tərəfindən yaradılmışdır I, düsturlardan birini istifadə edərək hesablana bilər (onlar düstur nəzərə alınmaqla bir-birini izləyirlər Φ = LI):
Bobinin maqnit sahəsinin enerjisi düsturunu onun həndəsi ölçüləri ilə əlaqələndirərək, düsturunu əldə edə bilərik. həcmli maqnit sahəsinin enerji sıxlığı(və ya həcm vahidi üçün enerji):
Lenz qaydası
Ətalət- həm mexanikada (avtomobili sürətləndirərkən, biz arxaya söykənirik, sürətin artmasına, əyləc zamanı isə irəli əyilirik, sürətin azalmasına qarşı çıxırıq), həm də molekulyar fizikada (maye qızdırıldığında, buxarlanma sürəti artır, ən sürətli molekullar mayeni tərk edir, qızdırma sürətini azaldır) və s. Elektromaqnetizmdə ətalət dövrədən keçən maqnit axınındakı dəyişikliklərə zidd olaraq özünü göstərir. Əgər maqnit axını artırsa, onda dövrədə yaranan induksiya cərəyanı maqnit axınının artmasının qarşısını almağa yönəldilir və maqnit axını azalırsa, dövrədə yaranan induksiya cərəyanı maqnit axınının qarşısını almağa yönəldilir. azalmaqdan.
Bu saytda. Bunu etmək üçün heç bir şeyə ehtiyacınız yoxdur, yəni: hər gün üç-dörd saatı fizika və riyaziyyatdan KT-yə hazırlaşmağa, nəzəriyyəni öyrənməyə və problemləri həll etməyə həsr edin. Məsələ burasındadır ki, KT elə bir imtahandır ki, burada təkcə fizika və ya riyaziyyatı bilmək kifayət deyil, siz həm də tez və uğursuz həll etməyi bacarmalısınız. çox sayda müxtəlif mövzularda və müxtəlif mürəkkəblikdə tapşırıqlar. Sonuncunu ancaq minlərlə problemi həll etməklə öyrənmək olar.
Bu üç nöqtənin uğurlu, çalışqan və məsuliyyətli şəkildə həyata keçirilməsi sizə KT-də görünməyə imkan verəcəkdir əla nəticə, bacardıqlarınızın maksimumu.
Səhv tapdınız?
Təlim materiallarında səhv tapdığınızı düşünürsünüzsə, bu barədə e-poçt vasitəsilə yazın. Siz həmçinin səhv barədə məlumat verə bilərsiniz sosial şəbəkə(). Məktubda mövzunu (fizika və ya riyaziyyat), mövzunun və ya testin adını və ya nömrəsini, problemin nömrəsini və ya mətndə (səhifədə) sizin fikrinizcə səhv olan yeri göstərin. Həmçinin şübhəli səhvin nə olduğunu təsvir edin. Məktubunuz diqqətdən kənarda qalmayacaq, səhv ya düzələcək, ya da bunun niyə xəta olmadığını sizə izah edəcəklər.
Amerikalı alimin ilk nəşri 1972-ci ildə nəşr olunan kitabı əslində yeni yazılmış və hər şeyi əks etdirir. böyük nailiyyətlər Son 12 ildə maqnit fizikası. Ümumiləşdirilmiş həssaslığın nəzərə alınmasına əsaslanan vahid bir yanaşma istifadə olunur.
Alimlər, həmçinin maqnetizm və bərk cisim fizikası problemləri üzərində işləyən magistr və bakalavr tələbələri üçün nəzərdə tutulmuşdur.
MAQNETİK ŞÜBHƏLİLİK.
İstənilən sistem xarici təsirlərə reaksiyası ilə xarakterizə edilə bilər. Məsələn, elektronikadakı bədnam "qara qutu" girişində cərəyan təyin edildikdə çıxışda gərginlik ilə xarakterizə olunur. Transfer empedansı adlanan kəmiyyət qara qutunun işini başa düşmək üçün lazım olan bütün məlumatları ehtiva edir. Qara qutuda tam olaraq nə olduğunu bilsək (məsələn, rezistorları, diodları və s. Birləşdirmək üçün ətraflı dövrə diaqramını bilsək), o zaman nəzəri olaraq ötürmə empedansının nə olacağını müəyyən edə bilərik.
Eyni şəkildə, kristalı yüklər və cərəyanlar sistemi kimi qəbul etsək, o zaman cavab funksiyası ilə xarakterizə edilə bilər. Biz burada əsasən belə bir sistemin maqnit sahəsinə reaksiyası ilə maraqlanacağıq. Bu vəziyyətdə "çıxış" maqnitləşmə, cavab funksiyası isə maqnit həssaslığıdır. Maqnit həssaslığını dəqiq hesablamaq praktiki olaraq mümkün deyil, çünki sistemdə təxminən 1023 hissəcik var. Buna görə də, onlar adətən maqnit həssaslığının ölçülməsinin təhlilindən çıxış edirlər, onların davranışından sistemdə baş verən ən vacib proseslər qurulur və sonra sistem belə prosesləri nəzərə alaraq təhlil edilir. Belə bir proqramı həyata keçirmək üçün sistemdə hansı proseslərin mümkün olduğunu və onların həssaslığa necə təsir etdiyini bilməliyik.
MÜNDƏRİCAT
Tərcümə redaktorlarından
İkinci nəşrə ön söz
FƏSİL 1. MAQNETİK ŞÜBHƏLİLİK
1.1. Maqnit momenti
1.2. Maqnitləşmə
1.3. Ümumiləşdirilmiş həssaslıq
1.3.1. Kramers - Kronig münasibətləri
1.3.2. Fluktuasiya-dissipasiya teoremi
1.3.3. Onsager nisbəti
1.4. İkinci dərəcəli kvantlaşdırma
FƏSİL 2. MAQNETİK HAMİLTON
2.1. Dirak tənliyi
2.2. Sahə mənbələri
2.2.1. Vahid xarici sahə
2.2.2. Elektrik dördqütblü sahə
2.2.3. Maqnit dipol (ultra nazik) sahə
2.2.4. Eyni ionun digər elektronları
2.2.5. Kristal elektrik sahəsi
2.2.6. Dipol-dipol qarşılıqlı təsiri
2.2.7. Birbaşa mübadilə
2.2.8. Super barter
2.3. Spin Hamiltonian
2.3.1. Keçid metal ionları
2.3.2. Nadir torpaq ionları
2.3.3. Yarımkeçiricilər
FƏSİL 3. QEYRİ-QARŞILIQ ETMEZ SİSTEMLƏRİN STATİK ŞÜBHƏLİLİYİ
3.1. Lokallaşdırılmış anlar
3.1.1. Diamaqnetizm
3.1.2. Keçid metal ionlarının paramaqnetizmi
3.1.3. Nadir torpaq ionlarının paramaqnetizmi
3.2. Metallar
3.2.1. Landau diamaqnetizmi
3.2.2. De Haas-Van Alphen effekti
3.2.3. Kvant effekti Zal
3.2.4. Pauli paramaqnetizmi
3.3. Həssaslığın ölçülməsi
FƏSİL 4. QARŞILIQ OLAN SİSTEMLƏRİN STATİK ŞÜBHƏLİLİYİ
4.1. Lokallaşdırılmış anlar
4.1.1. Yüksək temperaturlar
4.1.2. Aşağı temperaturlar
4.1.3. Tc yaxınlığında temperatur
4.1.4. Uzun mənzilli sifariş topologiyası
4.2. Metallar
4.2.1. Fermi maye nəzəriyyəsi
4.2.2. Stoner modeli
4.2.3. Hubbard modeli
FƏSİL 5. ZƏFƏ QARŞI ƏLAQƏ OLAN SİSTEMLƏRİN DİNAMİK ŞÜBHƏLİYİ
5.1. Lokallaşdırılmış anlar
5.1.1. Bloch tənlikləri
5.1.2. Rezonans xətti forması
5.1.3. T1 ölçmə
5.1.4. T1 hesablanması
5.2. Metallar
5.2.1. Paramanyonlar
5.2.2. Fermi maye nəzəriyyəsi
5.3. Faraday effekti
FƏSİL 6. GÜÇLÜ QARŞILIQ OLAN SİSTEMLƏRİN DİNAMİK ŞÜBHƏLƏRİ
6.1. Qırılan simmetriya
6.2. Dielektriklər
6.2.1. Spin dalğa nəzəriyyəsi
6.2.2. Maqnetostatik rejimlər
6.2.3. Solitonlar
6.2.4. Termal magnon effektləri
6.2.5. Parametrik həyəcanlar
6.2.6. Optik proseslər
6.2.7. Yüksək temperaturlar
6.3. Metallar
FƏSİL 7. MAQNETİK ÇİRKİLƏR
7.1. Yerli dalğalanmalar
7.2. Metallarda yerli anlar
7.2.1. Andersonun fırlanma momenti nəzəriyyəsi
7.3. Kondo effekti
7.4. Təsadüfi mübadilə
7.4.1. RKKI - qarşılıqlı əlaqə
7.4.2. Eynəkləri çevirin
7.4.3. Miktomaqnetizm
FƏSİL 8. NEYTRONLARIN SƏPALMASI
8.1. Neytron səpilmə kəsiyi
8.2. Nüvə səpilməsi
8.2.1. Bragg səpilmə
8.2.2. Fononlarla səpilmə
8.3. Maqnetik səpilmə
8.3.1. Bragg səpilmə
8.3.2. Diffuz səpilmə
Ədəbiyyat
Mövzu indeksi.
Pulsuz yükləmə e-kitab rahat formatda baxın və oxuyun:
The Quantum Theory of Magnetism, White R., 1985 kitabını yükləyin - fileskachat.com, sürətli və pulsuz yükləyin.