|
MaddəLƏRİn maqnit xassəLƏRİ Momentlər haqqında
|
| bet | 1/4 | | Sana | 31.03.2024 | | Hajmi | 192.89 Kb. | | #183005 |
Bog'liq maqnit xassəslər docx (1)
MADDƏLƏRİN MAQNİT XASSƏLƏRİ
Momentlər haqqında
Müxtəlif maddələr bu və ya digər dərəcədə maqnitlənirlər, yəni maqnit sahəsində yerləşdirildikdə bu sahə tərəfindən onlarda maqnit momenti yaranır. Bu cisimlər maqnetiklər adlanırlar.Atomların həm elektronları həm də nüvəsi maqnit momentinə malik olur lakin proton və neytronların maqnit momentləri elektronların maqnit momentindən çox kiçik olduğuna görə nəzərə alınmırlar.
Cisimlərin maqnitlənməsini izah etmək üçün Amper fərz etdi ki, molekullarda dairəvi cərəyanlar dövr edir (molekulyar Amper cərəyanları). Hər bir cərəyan məxsusi maqnit momentinə malikdir və ətraf fəzada maqnit sahəsi yaradır. Klassik atom modelinə görə elektronlar nüvə ətrafında orbit üzrə dövr edərək elementar dairəvi cərəyanlar yaradır. Radiusu r olan orbit üzrə sürəti ilə hərəkət edən elektronun yaratdığı maqnit momentini hesablayaq. Bildiyimiz kimi dairəvi cərəyanın maqnit momenti
(4.61)
ifadəsi ilə təyin olunur . Orbit üzrə hərəkət edən elektronun yaratdığı cərəyan şiddətinin
(4.62)
(İ=q/t, elektron üçün q=e, v=2πr/T -Çevrə üzrə hərəkətdə xətti sürət.)
olduğunu nəzərə alaraq surət məxrəci elektronun kütləsinə vuraq və implus (hərəkət miqdarı ) momentinin L=mvr olduğunu nəzərə alaraq
(4.63)
alırıq. Burada T elektronun fırlanma periodu, L isə nüvəyə nəzərən onun hərəkət miqdarı momentidir. Aldığımız nəticə göstərir ki, elektronun maqnit momenti onun hərəkət miqdarı momenti ilə mütənasibdir. Elektronun yükü mənfi olduğundan bu vektorlar bir-birinin əksinə yönəlir.
Orbital maqnit momentilə yanaşı elektron həm də spin adlandırılan məxsusi xassəsi ilə bağlı maqnit momentinə də malik olur. Onun bu hərəkəti ilə bağlı məxsusi hərəkət miqdarı momenti və maqnit momenti meydana çıxır. Orbital maqnit momenti ilə yanaşı elektronun spini də maddənin maqnitlənməsində rol oynayır. Nüvəni təşkil edən proton və neytronların maqnit momentləri elektronun maqnit momentinə nəzərən çox kiçik olduğundan onları nəzərə almamaq olar.
Bildiyimiz kimi elektronlar orbital və spin momentə malik olurlar. Təcrübələr göstərir ki, spin maqnit momentə uyğun gələn giromaqnit əmsal orbital maqnit mometinə uyğun gələn giromaqnit əmsaldan iki dəfə böyükdür. Bu səbəbdən yekun spin momenti sıfırdan fərqli olan atomlar daha güclü maqnit sahəsinə malik olurlar.
Xarici maqnit sahəsi olmadıqda elektronların maqnit momentləri nizamsız istiqamətləndiyindən yaratdıqları yekun maqnit sahəsi sıfıra bərabər olur. Nəticədə cismin bütövlükdə maqnit momenti sıfır olur və maddə maqnitlənməmiş olur. Xarici maqnit sahəsinin təsiri ilə molekulların maqnit momentləri əsasən sahə istiqamətində yönəlir, nəticədə maqnetik maqnitlənir və onun yekun maqnit momenti sıfırdan fərqli olur. Maqnitlənmiş mühit özü ' maqnit sahəsi yaradır və bu sahə xarici maqnit sahəsilə toplanaraq mühitdəki yekun sahəni təyin edir:
+ ' (4.64)
Maqnit xassələrinə görə mühitləri üç qrupa bölmək olar.
Birinci qrupa aid olan mühitlərdə mühitin yaratdığı məxsusi maqnit sahəsi xarici sahədən çox kiçik olur və onunla eyni istiqamətdə yönəlir: ' ' . Belə maddələrə paramaqnitlər deyilir.
İkinci qrupa aid olan mühitlərdə mühitin yaratdığı məxsusi maqnit sahəsi xarici sahədən çox kiçik olur və onunla əks istiqamətdə yönəlir: ' ' Belə maddələrə diamaqnitlər deyilir.
Üçüncü qrup mühitlərdə müəyyən şəraitdə mühitin yaratdığı məxsusi maqnit sahəsi xarici sahədən çox böyük olur və onunla eyni istiqamətdə yönəlir: ' ' . Belə maddələrə ferromaqnitlər deyilir.
Kristal müxtəlif maqnit momentlərinə malik iki tip atomdan ibarət olduqda isə ferrimaqnit halı yarana bilər. Belə kristallar özlərini sabit maqnitlər kimi aparır.
Maddələrin maqnit xassələrinin digər tərəfdən onların electron quruluşu ilə izah edə bilərik.Belə ki, bütün maddələrdə mövcud olan diamaqnetizmdən başqa maqnit xassələri qoşalaşmamış elektronların qarşılıqlı təsirindən yaranır. Bu xüsusiyyətlərin səbəbi keçid metallarında, lantanidlərdə və onların birləşmələrində metallarda qoşalaşmamış d və f elektronlarının olmağıdır. Üç ümumi maqnit davranış növü var: qoşalaşmamış elektronların təsadüfi düzüldüyü paramaqnetizm, qoşalaşmamış elektronların hamısının bir istiqamətdə düzüldüyü ferromaqnetizm və qoşalaşmamış elektronların bir-birinə əks düzüldüyü antiferromaqnetizm
Material maqnit sahəsinə salındıqda , nüvənin ətrafında dövr edən elektronlara, nüvəyə tərəf yönələn kulon cazibə qüvvəsindən əlavə, maqnit sahəsi tərəfindən Lorentz qüvvəsi də təsir edir . Elektronun hansı istiqamətdə fırlanmasından asılı olaraq, bu qüvvə elektronların mərkəzdənqaçma qüvvəsini artıraraq onları nüvəyə doğru çəkə bilər və ya qüvvəni azaldaraq onları nüvədən uzaqlaşdıra bilər. Bu təsir sahənin əksinə düzülmüş orbital maqnit momentlərini sistematik olaraq artırır və sahəyə paralel düzülmüş olanları azaldır (Lenz qanununa uyğun olaraq). Bu, tətbiq olunan sahəyə əks istiqamətdə olan kiçik həcmli maqnit momentinin yaranması ilə nəticələnir. Bütün materiallar bu orbital reaksiyaya məruz qalır. Bununla belə, paramaqnit və ferromaqnit maddələrdə diamaqnit effektini qoşalaşmamış elektronların yaratdığı daha güclü təsirlər üstələyir.
Maddənin maqnitlənməsini kəmiyyətcə xarakterizə etmək üçün maddənin vahid həcminə düşən maqnit momenti ilə təyin olunan maqnitlənmə vektoru anlayışından istifadə olunur:
(4.65)
Burada -maqnitlənmə vektoru, - malik olduğu maqnit momenti , - isə ayrı-ayrı molekulların maqnit momentləridir. Yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi mühitdəki yekun sahə maqnitlənmiş mühitin yaratdığı ' maqnit sahəsi ilə xarici maqnit sahəsinin cəmindən ibarətdir . Mühitin yaratdığı maqnit sahəsinin induksiyası ilə maqnitlənmə vektoru arasındakı əlaqə
'= (4.66)
ifadəsi ilə təyin olunur. (4.66) ifadəsini (4.64) də nəzərə alaraq
mühitdəki maqnit sahəsini
+ (4.67)
kimi ifadə edə bilərik.
Mühitdə xarici maqnit sahəsini xarakterizə etmək üçün maqnit sahəsinin intensivliyi anlayışından istifadə etmək əlverişlidir. Bu kəmiyyət
(4.68)
ilə təyin edilir. Maqnit sahəsinin intensivliyi sahənin induksiyası kimi aydın fiziki mənaya malik olmasa da, bu kəmiyyətin vasitəsi ilə elektrodinamika tənliklərini yığcam şəkildə ifadə etmək olur. Təcrübələr göstərir ki, maqnitlənmə vektoru maqnit sahəsinin intensivliyi ilə düz mütənasibdir:
(4.69)
Burada mühitin maqnit qavrayıcılığı adlanır. (4.68) və (4.69) ifadələrinə əsasən
(4.70)
yaza bilərik. Burada mühitin maqnit nüfuzluluğu adlanır. Vakuum üçün və
Ümumiyyətlə maddənin elektrik və maqnit xassələrini xarakterizə etmək üçün istifadə etdiyimiz maksimal kəmiyyətlər BS-də
Əgər mühitin elektik və maqnit xassələrinin xarici sahənin intensivliyindən asılılığını xarakterizə etmək üçün və -dan isifadə ediriksə, xarici sahənin tezliyinin həlledici rolu var. Sabit xarici sahə üçün və -nun qiymətləri maddənin kimyəvi tərkibindən, növündən və fəza quruluşundan asılı olaraq dəyişə bilər. və xarici sahənin tezliyindən də asılıdır.
Ən ümumi şəkildə olduqda paramaqnit, olduqda diamaqnit adlanır, vakuum üçün . Lakin əksər maddələr üçün 1-dən az fərqlənir. Ferromaqnitlər üçün isə çox böyükdür.
Ferromaqnit xüsusiyyətlər paramaqnit atomlardan təşkil olunmuş və xüsusi temperatur intervalında, fəza quruluşunda meydana çıxan xassələrdir. Ferromaqnitlərdən başqa antiferromaqnitlər vardır ki, qonşu momentlər bir-birinə qarşı antiparalel yerləşdikləri üçün bu cür material maqnit momentinə malik olmur.
Hər bir ferromaqnit prinsip etibarı ilə domen quruluşa malik olmalıdır. Domenlər atomların maqnit momentləri özbaşına isiqamətlənən müəyyən sayda qruplarından təşkil olunurlar, ölçüləri -- tərtibindədir. Termodinamik tarazlıq halında domenlər Blox divarları ilə bir-birindən aralanmış olurlar. Blox divarları maqnit momentlərinin nizamsız istiqamətlənmiş sahələridir.
Temperatur yüksəldikcə domenlərin istiqamətlənmiş sahəsi azalır, Blox divarların tutduğu sahələr çoxalır.
Hər bir ferromaqnit Histerezis ilgəyi ilə xarakterizə olunur. Histerezis əyrisi qalıq maqnetizmi, maqnit enerjisi və koersetivlik enerjisini təyin etməyə imkan verir.
|
| |
