|
1. Maddələr maqnit sahəsində. Maddələrin Maqnit Xassələri. Maqnit-mexaniki hadisələr. Atom və molekulların maqnit momentləri
|
| bet | 1/35 | | Sana | 18.01.2023 | | Hajmi | 7.47 Mb. | | #38583 |
Bog'liq C fakepathMühazir 1-15 (1) C fakepathautomatic control systems (2)
1.Maddələr maqnit sahəsində.Maddələrin Maqnit Xassələri.
2.Maqnit-mexaniki hadisələr.Atom və molekulların maqnit momentləri.
Təcrübələr göstərir ki, maqnit sahəsində yerləşən bütün maddələrdə maqnitləşmə müşahidə olunur. Maddələrin maqnitləşmə qabiliyyəti maqnit qavrayıcılığı adlı adsız kəmiyyətlə xarakterrizə olunur. Maqnit qavrayıcılığının işarəsi və qiymətindən asılı olaqaq materiallar əsas üç qrupa bölünür:
Diamaqnitlər- maqnit qavrayıcılığı mənfi və çox kiçik ( qiymətə malik materiallardır. Hg, Bi, Ag, Au, Cu və s. diamaqnit maddələrdir.
Paramaqnitlər- maqnit qavrayıcılığı müsbət və çox kiçik ( qiymətə malik materiallardır. Na, Li, K, Mq və s. paramaqnitlərdir.
Ferromaqnitlər- maqnit qavrayıcılığı müsbət və çox böyük ( qiymətə malik materiallardır. Bu maddələrdə χ sahənin intensivliyindən asılıdır. Fe, Co, Mn, Cr və onların xəlitələri ferromaqnit xassələrinə malikdirlər.
Amperin hipotezinə görə maddələrin maqnitləşməsinə səbəb atom daxilində elektronların hərəkət etməsi nəticəsində mikrocərəyanların yaranmasıdır. Bu hadisəni izah etmək üçün maddələrin atom quruluşlarına nəzər salaq. Klassik fizikada qəbul olunub ki, elektronlar atom daxilində nüvə ətrafında dairəvi orbitalar boyunca hərəkət edirlər. Bu hərəkətə uyğun gələn cərəyan orbital cərəyan adlanır. Onda elektron nüvə ətrafında sürətilə radiuslu çevrə boyunca hərəkət edərsə, orbital cərəyanın şiddəti üçün alarıq:
(22.1)
Burada -elektronun yükü, -fırlanma periodudur. Orbital cərəyana uyğun gələn orbital maqnit momenti:
Şəkil 22.1
(22.2)
kimi təyin olunar. Orbital maqnit momentinin istiqaməti burğu qaydasına görə təyin olunur (şək.22.1). Elektronun dairəvi orbit üzrə hərəkəti nəticəsində yaranan impuls momenti (orbital mexaniki moment).
(22.3)
düsturu ilə təyin olunur. Orbital mexaniki momentinin də istiqaməti burğu qaydasına görə təyin olunur. Şək. 22.1-dəan göründüyü kimi elektronun maqnit momentinin və orbital mexaniki momentin istiqamətləri əksdir (elektronun yükünün mənfi olduğu üçün).(22.2) və (22.3) ifadələrin nisbətindən
(22.4)
alarıq. Burada maqnit və mexaniki kəmiyyətlər arasında əlaqə yaradan hiromaqnit nisbət adlanır. Mənfi işarəsi momentlərin əks istiqamətlərdə yönəldiyini göstərir. ifadəsi universal xarakter daşıyır, yəni bu ifadə istənilən radiuslu dairəvi və elleptik orbitlər üçün də doğrudur.
Hiromaqnit nisbətinin qiyməti 1915-ci ildə aparılan təcrübələr vasitəsilə Barnet, Eynşteyn və De-Qaaz tərəfindən təyin edilmişdir. Təcrübələr göstərdi ki, molekulyar cərəyanları yaradan yükdaşıyıcılar mənfi yüklü hissəciklərdir, yəni, cərəyanın istiqaməti elektronların yaratdıqları cərəyanın istiqaməti ilə eynidir. Təcrübələrdə alınan qiymət nəzəri hesablamalarda alınan qiymətindən iki dəfə çox olub. Aparılan tədqiqatlar göstərdi ki, elektronun özünün də məxsusi impuls momenti mövcuddur. Bu məxsusi impuls momenti- spin adlanır. Spin elektronun əsas xarakteristikalarından biridir, yəni spin də, kütlə, yük kimi elektrona mənsub kəmiyyətlərdəndir. Elektronun spininə uyğun gələn məxsusi (spin) maqnit momenti , mexaniki momentlə mütənasib olub əks istiqamətdə yönəlir, yəni
Burada elektronun məxsusi momentlərinin nisbətidir. -elektronun spin momentidir. Elektronun məxsusi (spin) maqnit momentinin xarici maqnit sahəsinin istiqamətindəki proyeksiyası aşağıdakı iki qiymətdən biri ilə müəyyən olunur:
(22.5)
Burada -Plank sabitidir. - Bor maqnetonu adlanır.
Beləliklə, ümumi halda elektronun maqnit momenti onun orbital və spin maqnit
momentlərinin cəminə bərabərdir. Atomun maqnit momenti isə onun tərkibində
olan elektronların və atomun nüvəsinin maqnit momentinin cəminə bərabərdir. Şəkil 22.1
Nüvənin (proton və neytronların) maqnit momenti elektronların maqnit momentlərindən çox kiçik olduğu üçün (~ dəfə) nəzərə alınmır. Deməli, atomun maqnit momenti əsasən onun tərkibində olan elektronların orbital və spin maqnit momentlərinin vektrial cəminə bərabərdir:
(22.6)
Aldığımız nəticələr klassik nəzəriyyə əsasında müəyyən olunmuşdur. Maddələrin maqnitləşməsində əsas rol oynayan kəmiyyət atomların maqnit momentidir ki, bu da klassik fizikanın qanunları əsasında (kvant mexanikasının qanunları nəzərə alınmadan) izah olunur. Ştern və Gerlax təcrübi olaraq atom və molekulların maqnit momentinə malik olmasını müəyyən etmişdir. Bu təcrübələrdən həmçinin məlum olmuşdur ki, xarici maqnit sahəsi istiqamətində atom və molekulların düzülməsində yalnız diskret vəziyyətlər mövcud olur. Yəni, maqnit momentlərinin sahə istiqamətində proyeksiyaları diskret qiymətlər alır. Bu hadisə maqnit momentinin kvantlanması adlanır.
Xarici maqnit sahəsinin maddənin atomlarında olan elektronların hərəkətinə təsirini nəzərdən keçirək. Atom xarici maqnit sahəsində yerləşərsə, dairəvi orbita boyunca cərəyan yaradan elektrona
(22.7)
fırladıcı moment təsir edir. Hesablamalar göstərir ki, elektronun maqnit və orbital momentləri xarici maqnit sahəsinin istiqamətində presesiya edir. Müəyyən
edilmişdir ki, presesiyanın fırlanma tezliyi maqnit induksiyası ilə mütənasibdir:
(22.8)
Bu hadisə ilk dəfə Larmor tərəfindən öyrənildiyi üçün ona Larmor
presesiyası deyilir. (22.8) ifadəsindən görünür ki, tezliyi xarici maqnit sahəsinin induksiyasından asılıdır və istiqaməti induksiya vektorunun istiqaməti ilə eynidir.
Larmor presessiyası əlavə orbital cərəyanın yaranmasına səbəb olur. Bu əlavə cərəyan da öz növbəsində elektronun əlavə orbital maqnit momentini yaradır. Beləliklə, xarici maqnit sahəsinin təsiri nəticəsində, elektronun atom daxilindəki orbitası, fırlanma oxu atomun nüvəsindən keçərək induksiya vektoru istiqamətində, tezliyi (22.8) ifadəsi ilə təyin olunan pressesiya hərəkəti edir.
Maddənin maqnit xassələrini kəmiyyətcə xarakterizə etmək üçün maqnitlənmə vektoru anlayışından istifadə olunur. Maqnitlənmə vektoru, maddənin vahid həcmində olan atomların maqnit momentlərinin vektorial cəminə bərabərdir
(22.9)
Burada -materialın həcmi, - həcmdə olan atomlarının maqnit momentərinin vektorial cəmidir.
Qeyd etmişdik ki, maddə daxilində maqnit sahəsi iki sahənin cəmi kimi təyin olunur: xarici maqnit sahəsi və molekulyar cərəyanların yaratdıqları daxili maqnit sahəsi. Onda maddə daxilində yekun induksiya sahəsinin induksiya vektoru
(22.10)
Burada xarici maqnit sahəsinin induksiyasıdır. Molekulyar cərəyanların yaratdıqları maqnit sahəsinin induksiyası maqnitlənmə vektoru ilə düz mütənasibdir:
(22.11)
Təcrübələr göstərir ki, çox da böyük olmayan xarici maqnit sahələri üçün, maqnetiklərin maqnitlənmə vektoru xarici maqnit sahəsinin intensivliyi ilə düz mütənasibdir, yəni
, onda (22.12)
Burada -maddənin maqit qavrayıcılığı adlanır, adsız kəmiyyətdir. Onda (22.10) ifadəsini aşağıdakı şəkildə yazmaq olar:
(22.13)
Burada maddənin maqnit nüfuzluğu adlanır. Adsız kəmiyyətdir, maqnit sahəsinin mühitdə vakuuma nəzərən neçə dəfə dəyişdiyini təyin edir. Diamaqnitlər üçün , paramaqnitlərdə olur.
Paramaqnit maddələrdə hər atom maqnit momentinə malikdir. Xarici sahə olmadıqda bu maqnit momentləri xaotik yerləşdiyindən yekun sahə sıfır olur. Xarici maqnit sahəsində atomların maqnit momentlərinin sahə istiqamətində presessiyası baş verir. Nəticədə yekun maqnit induksiyasının artması baş verir. Paramaqnitlərdə xarici sahənin dəyişilməz qiymətində temperatur artdıqca xaotiklik artır və ümumi sahə qavrayıcılığı mütləq temperatur ilə tərs mütənasib olaraq azalır:
(22.14)
Bu Küri qanunu adlanır.
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
1. Maddələr maqnit sahəsində. Maddələrin Maqnit Xassələri. Maqnit-mexaniki hadisələr. Atom və molekulların maqnit momentləri
|
