ТОЭ Компьютерный монтаж Основы Flash Corel DRAW Учебник по схемотехнике Законы Кирхгофа P-CAD Autodesk Mechanical Desktop Электротехника Атомная физика Графический пакет OrCAD Теория множеств Оптическая физика Дифференциалы Интегралы Магнитные свойства Зонная теория Квантовая статистика Квантовая физика Магнитное поле Электростатика Геометрическая оптика Основы теории относительности Волновая функция Главную

Конспект лекций по курсу “Магнитные свойства атомов ”

Полный магнитный момент одноэлектронного атома

Усредненное значение перпендикулярных составляющих обоих магнитных моментов за прецессии будет равно нулю, т.к. эти составляющие непрерывно меняют свое направление в пространстве.

Т.о., эффективный полный магнитный момент одноэлектродного атома будет равняться сумме параллельных составляющих векторов l и S, т.е. будет равен вектору J. Следовательно, полный магнитный момент атома (в отсутствии внешнего магнитного поля) равен (см. рис. 3).

J = μ1 Cos (l J) + μS Cos (S J) (21)

|l| = (h / 2π) l*; |l| = 0 l*;

|J| = (h / 2π) j*; |S| = 0 S*;

|S| = (h / 2π) S*;

 На рисунке 3, на основании известной тригонометрической формулы, следует, что

Cos (l J) = (l (l +1) + j (j +1) – s (s + 1)) / 2

Cos (S J) = (s (s +1) + j (j +1) – l (l + 1)) / 2  (22)

 Подставляя (8), (15), (22) в (21), получим

μJ = μ0 (3 j (j + 1) + s (s +1) – l (l + 1)) / (2) (23)

 Умножая числитель и знаменатель на , приводим выражение (23) к виду

μJ = μ0 {1 + (j (j + 1) + s (s + 1) - l (l + 1)) / 2j (j + 1)} (24)

 Величина g = 1 + (j (j + 1) + s (s + 1) - l (l + 1)) / 2j (j + 1) (25)

Называется множителем (фактором) Ланде, во многих явлениях играет важную роль.

 Т.о. магнитный момент атома равен

μJ = μ0g = μ0g j* (26)

Если поместить атом в “слабое” магнитное поле, “слабое” настолько, чтобы взаимодействие моментов l и S между собой было значительно больше их взаимодействия с внешним магнитным полем. То есть в этом случае атом будет вести себя в поле как магнитный диполь с моментом, равным l. Причем этот момент будет ориентирован относительно поля определенным образом. А именно так, чтобы проекция вектора J на направление поля  принимала значения

PJH = PJ Cos (J) = h / 2πmJ, (27)

mJ = j, j-1, ……,- j. Cos (J) = mJ / j*.

И соответственно проекция магнитного момента атома μJH на направление внешнего магнитного поля  будет равна.

μJH = μJ Cos (J) = μJ (mJ / j*) = μ0gmJ (28)

Дополнительная потенциальная энергия взаимодействия магнитного момента атома с внешним магнитным полем будет равна

ΔΕ = (l ) = μJ H Cos (J) = μ0 g H mJ (29)

Векторы l, s, J ориентируются определенным образом в пространстве относительно направления магнитного поля, что называется “пространственным квантованием“.

Магнитное поле, электромагнитное взаимодействие Основы специальной теории относительности Развитие представлений о природе света Электромагнитная теория света Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта Магнитные свойства атомов Электротехника краткий справочник Законы Ома и Кирхгофа для электрической цепи Примеры решения задач по электротехнике Теоретические основы электротехники ТОЭ Метод узловых потенциалов Метод контурных токов Баланс мощностей Резонанс напряжений и токов Лабораторные и курсовые работы Учебник по схемотехнике, альбом схем Курс лекций по атомной физике