При изучении магнитного поля в веществе различают два типа токов – макротоки и микротоки.
Макротоками называются токи проводимости и конвекционные токи, связанные с движением заряженных макроскопических тел.
Микротоками (молекулярными токами) называют токи, обусловленные движением электронов в атомах, молекулах и ионах.
Магнитное поле в веществе является суперпозицией двух полей: внешнего магнитного поля, создаваемого макротоками и внутреннего, или собственного, магнитного поля, создаваемого микротоками.
Магнитные свойства вещества определяются магнитными свойствами электронов и атомов.
Магнетики состоят из атомов, которые, в свою очередь, состоят из положительных ядер и, условно говоря, вращающихся вокруг них электронов.
Электрон, движущийся по орбите в атоме эквивалентен замкнутому контуру с орбитальным током:
где е – заряд электрона, ν – частота его вращения по орбите:
Орбитальному току соответствует орбитальный магнитный момент электрона
(6.1.1) |
где S – площадь орбиты,
– единичный вектор нормали к S,
– скорость электрона. На рисунке 6.1 показано направление орбитального магнитного момента электрона.
Рис. 6.1
Электрон, движущийся по орбите, имеет орбитальный момент импульса, который направлен противоположно по отношению к
и связан с ним соотношением
Здесь коэффициент пропорциональности γ называется гиромагнитным отношением орбитальных моментов и равен:
,
(6.1.2)
где m – масса электрона. Кроме того, электрон обладает собственным моментом импульса
,
(6.1.3) , который называется спином электрона
где
,
(6.1.4) ,
– постоянная Планка Спину электрона
соответствует спиновый магнитный момент электрона
, направленный в противоположную сторону:
Величину
,
(6.1.5) называют гиромагнитным отношением спиновых моментов
Проекция спинового магнитного момента электрона на направление вектора индукции магнитного поля
,
(6.1.6) может принимать только одно из следующих двух значений:
где
,
(6.1.7) – квантовый магнитный момент электрона – магнетон Бора. Орбитальным магнитным моментом
атома называется геометрическая сумма орбитальных магнитных моментов всех электронов атома
где Z – число всех электронов в атоме – порядковый номер элемента в периодической системе Менделеева. Орбитальным моментом импульса L атома называется геометрическая сумма моментов импульса всех электронов атома:
,
(6.1.8)
Комментариев нет:
Отправить комментарий