Парамагнетики
Общее описание 1)Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля и имеют положительную магнитн ую восприимчивость. Парамагнетики относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость незначит ельно отличается от единицы .
Общее описание Магнитная проницаемость для парамагнетиков: 2)Магнитная проницаемость безразмерная физическая скалярная величина, характеризующая изменение магнитной индукции В среды под воздействием магнитного поля напряженностью Н. Для разных сред этот коэффициент различен, поэтому говорят о магнитной проницаемости конкретной среды (подразумевая ее состав, состояние, температуру и т. д. ). В случае однородной изотропной среды магнитная проницаемость m: m = В/(mo. Н), где mo — магнитная постоянная, температуру и т. д. ). 3)Обычно магнитную проницаемость веществ сравнивают с магнитной проницаемостью пустоты (вакуума) ц0, проницаемость которой принимают за единицу. Если магнитная проницаемость вещества больше единицы, то вещество называют парамагнитным.
Магнитный момент парамагнетиков 1)Магнитный момент— основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества (источником магнетизма, согласно классической теории электромагнитных явлений, являются электрические макро и микро токи; элементарным источником магнетизма считают замкнутый ток). Магнитным моментом обладают элементарные частицы, атомные ядра, электронные оболочки атомов и молекул. Магнитный момент элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов и других), как показала квантовая механика, обусловлен существованием у них собственного механического момента — спина. 2)Магнитный момент измеряется в А⋅м 2 или Дж/Тл (СИ), либо эрг/Гс (СГС), 1 эрг/Гс = 10 3 Дж/Тл. Специфической единицей элементарного магнитного момента является магнетон Бора.
Магнитный момент парамагнетиков Формула для вычисления магнитного момента: В случае плоского контура с электрическим током магнитный момент вычисляется как m=ISn. Где I — сила тока в контуре, S — площадь контура, n — единичный вектор нормали к плоскости контура. Направление магнитного момента обычно находится по правилу буравчика: если вращать ручку буравчика в направлении тока, то направление магнитного момента будет совпадать с направлением поступательного движения буравчика.
Опыты Отто Штрена и Вальтера Герлаха Вальтер Герлах Отто Штрен
Опыты Отто Штрена и Вальтера Герлаха Опыт Штерна — Герлаха — опыт немецких физиков Отто Штерна и Вальтера Герлаха, осуществлённый в 1922 году. Опыт подтвердил наличие у атомов спина (изначально в эксперименте участвовали атомы серебра, а потом и других металлов) и факт пространственного квантования направления их магнитных моментов. Опыт состоял в следующем: пучок атомов серебра пропускали через сильно неоднородное магнитное поле, создаваемое мощным постоянным магнитом. При прохождении атомов через это поле, в силу обладания ими магнитных моментов, на них действовала зависящая от проекции спина на направление магнитного поля сила, отклонявшая летящие между магнитами атомы от их первоначального направления движения. Причём, если предположить, что магнитные моменты атомов ориентированы хаотично (непрерывно), то тогда на расположенной далее по направлению движения атомов пластинке должна была проявиться размытая полоса. Однако вместо этого на пластинке образовались две достаточно чёткие узкие полосы, что свидетельствовало в пользу того, что магнитные моменты атомов вдоль выделенного направления принимали лишь два определённых значения, что подтверждало предположение квантово механической теории о квантовании магнитного момента атомов.
Опыты Отто Штрена и Вальтера Герлаха Позднее с аналогичными результатами были проделаны опыты для пучков атомов других металлов, а также пучков протонов и электронов. Эти опыты доказали существование магнитного момента у рассмотренных частиц и показали их квантовую природу, явив собой доказательство постулатов квантовой теории.
Зависимости парамагнетиков
Применение парамагнетиков 1) Охлаждение адиабатическим размагничиванием Парамагнетизм имеет одно весьма интересное применение. При очень низкой температуре и в сильном магнитном поле атомные магнитики выстраиваются. При этом с помощью про цесса, называемого диабатическим а размагничиванием, можно получить самые низкие температуры. Возьмем какую то пара магнитную соль, содержащую некоторое число редкоземель ных атомов (например, аммиачный нитрат празеодима), и начнем охлаждать ее жидким гелием до 1— 2° К в сильном магнитном поле. Большинство спинов направлено вверх, и намагни ченность почти достигает насыщения.
Применение парамагнетиков 2. Ядерный магнитный и электронный парамагнитный резонанс Метод ЯМР широко применяется для исследования структуры органических соединений наряду с методами оптической спектроскопии. Поглощение энергии радиочастотного излучения, которое используется в этом методе, связано с магнитными свойствами ядер. Для получения спектров ЯМР образец помещают в сильное однородное магнитное поле и действуют на него радиочастотным излучением. Изменяя частоту генератора, возбуждающего магнитое поле, перпендикулярное к постоянному полю магнита, достигают условия резонансного поглощения энергии. Резонансная частота зависит от напряженности постоянного магнитного поля и значения магнитного момента ядер. Наиболее широко в исследованиях органических соединений, в том числе нефти, применяется протонный магнитный резонанс (ПМР).
Скачать презентацию Парамагнетики Общее описание 1 Парамагнетики вещества которые
Парамагнетики.pptx