anty diam
Transkrypt
anty diam
[
K M
BDCE
=
[
R
9
LZ
W
0
0
XMY
Q
NR
/0
45
123
/0
NSJ
- .
R
d
+,
)
PQ
(
*
O
LDMN
K
&'
$%
c
b` a
_
I
IJ
podobnej.
T
LJ
}
z{
}
gih
|D}~
ef
z{
´
´ «
¦
¯±°
£¥
¢
«
¨
«
´
²³
£
z
ªµ
|
}
¨¶
¢
jk
QV U
¤
lmn
W
673
M
4
D
op
678
· ®
¯ ¸
oq
j
.
y
N
¹º
f
3
D
r kn
cewka
t s
/:
ovu
XJ
¡
o
z
w
V
;<
1
}
f
=
p
x
>?
om
]^ N
S\
!"
f
yg
Q
@A
Pola magnetyczne w materii
y
V \
®
¢
¡
D
•
#
•
FHG
R
¡
ª«¬
§¨
©
ÄÅ
Ð
ļ
ÌÎ
Ͼ
Ë
ÆÎ
˼
ļ
 ¾
À
¿
Ä
Õ Ê
Ë Å
Ú
ã
æ ãì
ê
Ú â
á
ÒÓ
Í
Ë Á
Ñ
ÉÊ
Ì
ä
½
ßçà
Ú
ÆDÇ
ÍÇ
ÄÅ
¾
ÂÃ
Ë Ã
Ä
ÀÁ
ÄÅ
¿
»¼
Ò
½
ÍÇÑ
•Diamagnetyki
•Paramagnetyki
•Ferromagnetyki
À ¼
½¾
è ×é
solenoidu
to B w solenoidzie
zmniejszy.
¾
È Å
ê
ë
×
Ä
Ì
í
à
رã
Ê
ËÔ
˼
×à
âä
Ã
Ä
ì
ß
ÇÍ
Ü
Ú Ü
å
ÆÅ
ãà
×
Ï
À ¼
×
Ú Ü
æ à
È ¼
ÌÅ
Úïî
ÞDßà
ÜÝ
Û
ÙÚ
×Û
Ø
Ö×
W przypadku rdzenia z paramagnetyka wektor indukcji B
diamagnetyka
½
ø
õ÷
ó
ø
ú ÷
ý
ø
õÿ
×ñð
õ
Ú Ü
Ø
üþý
ê
û
ß
ùú
Û
à
ôø
÷
×
Ú Ü
ôõö
ãà
ó
Ü
ì
Ú Ü
×à
Ø
ò
ì
2
/
2 /
(/
0 "
,/
'
0 "1
*+
'
./
-
)
*
)
,
@
(
*+
'
&
'
9?
%
*
)
8>
(65
."
(
'
:=
&
41
%
$
*
:<
:
3
9:;
78
!"#
N
S
S
bizmut
W przypadku paramagnetyka
N umieszczonego w polu magnetycznym,
aluminium
0 "
0
G
BDC
A
AH
EF
S
NS
^
B
N
L
N
A
^
^
diamagnetyk
N
E
Bind
K C
^
B
B
J
S
S
S
GRQS
N
W
S
XY
N
Z
Wcale nie analogicznie
jak dielektryk
X
NS
IH
paramagnetyk
\]
[
TUVJ
NOP
M
c
pfq
ef
g
eo
n
el
k
f
m `
_a`
c
h
f
el
i
jk
f
ghi
ef
bdc
{
r6s
j f
l
y`
k
p
l
c
z s
y
g c
y`
s
hi
e oxw
n
ps
u
c
k
rf
n
vaf
|
a
R
D
R
~
}
}
ale Q = −e ⇒
p m = I ⋅ S = Q υ S = Q υπ r 2 = Q
e
pm = −
Le
2m
Q mvr
Q
2πυ
⋅r ⋅r =
=
L
2
2 m
2m
Dla t<0 na skutek ruchu elektronu
wytwarzany jest moment magnetyczny pm
Q
pm =
⋅L
2m
B ⊥ orbity
pm
v
ω0
|
L
n
B
k
I
y`
c
Indukowany moment (dipolowy) magnetyczny?
rf
Bv
tu
przypomina zachowanie dielektryków
el
¡
¡
¯»
©º
°·
Æ ¯
¯
¦
©
±µ
¥
¨
©
©
´
³ ¤
°±
¯
°
¯º
Â
©
®
¬
©
¨
«
©ª
¥§¦R¨
£¤
¢
Ze 2
2
Fe =
=
ω
0 mr
2
4πε 0 r
¯
©
¹
¸ ¨
©
Ã
£¤
´À
²®
°·
¹Æ
©
¯
ª
·¿
©º
º
¥
¸
Å º
´¨
©
¦½
¯
¼
©
¸
Ã
¯
¾
°
Ã
«
£
¸
¶
©
©º
¥
Ã
«
¨
°±
¤
Ã
⇒
¬
Â
Ã
Á
²
¯
´
ω0 =
«
¨¤
¦
¸
Ze 2
4πε 0 mr 3
¦
©
¸
¹
¨©
Ä
¤
¦¯
= 0
¸
0
¯®
¦¯
ω
¥
eB
−
ω −ω
m
¯
°·
«
©º
2
¸
¨©
czyli
¹
2
Ze
ω 2 mr =
+ eB ω ⋅ r
2
4πε 0 r
©
(v = −r × ω )
¸
¯
F = −e ⋅ v × B
¥
ß
Ðà
Ë
ÒÈ
Û
Ð ÏÑ
øù
Ò
ËÏ
2
ÕÊ
È
õö÷
ÍÎ
ËÏ
ò
â
ËÏ
á
ËÌÉ
Î
Ê
ÇaÈÉ
óô
Ï
Ò
ÒÈ
ñRò
Û Ø
Í
Õ
ïð
× Ï
íî
É
É
s
c
ω
4
þ
2
È
m
Ê
+
Ëã
2
ω
ω + c
ÍÉ
Ò
2
Î
Ô
È
2
0
Î
ÎÊ
Ó
É
ËÏ
ω
ω = c
Ï
ω0
ÍÎ
Znak „-” niefizyczny
É
Õ
⇒
á
Ò
Í
ý
ÿ
ýþ
úûü
r = 10
È
Î
0
ËÏ
−10
ÏÉ
ÔÕ
Ë
16
Ë
Z ⋅ 1 . 5 ⋅ 10
Õ
=
È
È
ω
Ü Ï
Ê
eB
ωc =
m
Ð6à
ω , ωc , ωo
Üä
eB
+
2m
Ë
È
(ω0)
Ô É
Í
]
Þ ßÏ
Ý
íî
−1
Í
åæ
[T
Ð
Í
ïð
−1
Ö È
Î
× Ï
ñRò
11
çè
= B ⋅ 1 . 8 ⋅ 10
Î
Ð6à
Í
ËÙØÚ
−1
Ü Ï
óô
é ê
s
ëDì
eB
ω =
+
2m
× Ï
cyklotronowa
Ö Ï Ú
Í
á
N
G
6B=
;+<
HE
6A
C <
*
4
)#
& , 2
&
1)
( )
1"
& #%
$#
!"
0
&' $
nazwijmy
#
!*
& #
&/
#
"
*
B
A
HE
<
=
C
C
J6O
D
8
T E
6
J<B
M @E
G B
JE
9 :
8
F 6
N
DE
C E
6B=
C 6
M :
>@?
=
C
9:
8
576
J<O
B
86
C <
CL
;+<
E
CP
B
9
=
B
R
9 E
<BA
A
M
;
;?
N
J
B
>
6=
N
;@
A
6
P
A
8
HE
ω c eB
=
= ωL
2
2m
3 "*
#
+*
!
"
- .
& !
$
;
K ?@
N I
Q
ω = ω0 + ω L
#
ωc
ω=
+ ω0
2
ω c << ω 0
8
8
>
C
=
=
C
B
K 6
<@A
DE
D
H
E
;+<O
S E
skierowane antyrównolegle do wektora L
'
B
)
DE
9
I
F <
ω
2
Larmora
#
J
B
k
[
^
V
i
U [
g
b
`
f
[
`
V i
[
l
B
U a[
W
W
i]
Y
U [i
]
W
_`
U [
h
f`
q
u
+
Ë
a
v
v
z{
xy
^
b+`
b
r [a
t7uv
v
w
•
•
Z\[
Ë
~
|
`
l
¥
^
_^
¨
¾
Å
Ä
¹+Ê
¶
²
Ç
Æ
·¸
²
¸
¹¸
²¶
À
»
Å ¾
¹
²µ
³´
¾³
±²
¦§
¢¤£+¥
¡
À
¹´
· ²¶
¢©
|
[
ª
ÃÄ
Â
½À
 ²
Æ
¸
Ä
±²
°
»
·¸
½
¹´
¢«
+
y
}~
d
Uj
]^
l
_[
k`
_`a
g
]
i
k[i
W
s
U
b
UV
Z
U
_
[]
iWl
»
º¼»
¡
³¾
¾
³´
¾
pmind
V W
X
q
d
nb m
[
`
o
b+`
i^
]
v
{
Lentza
W
_
¶
 ¸
¸
¦¬
È
¾
½¾
Â
v
[
_
¿
À
Å ´È
¢¬
B¬ || L
b+`
l
¡
o
½¸
B
`
¢¤£ ¥
´À
L
Ue
cd
µ
r⊥
p
¾
É
¦§
Á¾
pm
pmind
`f
¯
L
`]
B
V
d
∫ Edl = − dt
h [g
®
»
dodatkowy moment magnetyczny
∫ BdS
r⊥
Larmora
Â
ÛÝ
Õ
Ñ
Ùá
Îà
Ö
( pm )atom ≠ 0
ØÎ
Ýß
á
Ù
Û
Î
Ù¤Ú+Û
Ó Ö
Ó Ö
Ò
Ö
ÖÜ
æ
Ù Ô
ØÎ
Ö
Ò×
Ü
⇒
Ñ
Óå Ô
ÕÖ
ØÎäã
ÒÓÔ
Öà
Ñ Î
âÎ
ÏÐ
Í7Î
Î
Ú
Ô
B=0
( pm )atom = 0
p mind
e2 2
r⊥ B
=−
4m
Ì
×
Î
Ù¤Ú+Û
Ü
×
Ì
B≠0
Ý
B
Þ
à
Przedstawiony mechanizm pokazuje jak atom diamagnetyka,
Ò Ô
Ð
×
ßë
Ú
ÚÐ
×
âÖ
Ö
Ø×
âÎ
â
Ô
Ú
àÐ
×
âÖ
Î
Û
Ö
âÎ
ç Öë
×
àÐ
ÕÖÜ
Ù Î
Ò
Ù ë
Ô
êÔ
àÐ
àÐ
Ó Ô
êÎ
çé
è ß
ç
Î
è ß
ß
Î
×
×
Ï Ö
ß
Ï Ö
Î
ç Ö
×
Îà
à
Îîí
ØÎ
á Û
Ù¤Ú
Ö
Û
Ö
Úë
ÕÖì
òõ
ð
ð
ÿ
ü ò
÷
ð
þ
)
ó
þÿ
þ
ÿ
ü ò
ü ú
ó
ï
ü öÿ
ü ò÷
ó
ð
÷
òõ
ð
þÿ
óý
ûü
ú
òõùø
ö÷
ônõ
òó
ïðñ
ö
indukcji magnetycznej B
ý
ïó
¼ÿ
ûü
ð
ü
ô+ð
ô óý
ó
ïð
ó
ø
ö
ü ò
ûü
ô
ÿ
ú
õ
ú÷
ý
ð
ü
ó
ÿ
ð
÷
ý
ò
þ
ï
ü ò
ú
p mind ~ B
ü
Inaczej:
Diamagnetyzm (powstanie niezerowego
û
ôý
õ
ó
þ
ó
ö
ò
ôð
ú
ú
ó
ûü
ô
ú
õ
ú÷
ÿ
÷
û ð
ÿ
õ
przez inne zjawiska.
õ
$)
(
" &
'
%
#
" $
*
% $
y
+-,
*
<
;
Dla i-tego atomu
< p
.0/1
;
e2
r⊥ B
= −
4m
r 2 ⊥i = x 2 i + y 2 i
e2
B ⋅ < r⊥ >
>= −
4m
;
ind
m
p mind
2
Policzmy J
4-15
3
B
1
+6 5
798
3
z
∆V
= nZ < pm >
"
n – liczba atomów na
m
!
∑p
1
J=
V
-
:
x
*
J
Wektor namegnesowania J
;
*
>
JK
I
=
I
GH
CE'F
C
D
? @BA
nZe
2
< r > ⋅B
J =−
6m
LM
2
< p mind
2
< r⊥2 >
e2
>= −
< r2 > B
6m
< r 2 >= 3
3 ⋅ (< x 2 > + < y 2 > )
i
i
2
< r 2 >=< x i2 + y i2 + z i2 >=< x i2 > + < y i2 > + < z i2 >=
=
O
N
>
Y
Y
S
\
U\b
b
URc
UT
S
g
W
Y
U\b
_
UT
T
Y
^ `b
_
[
^
]'T
g
a
`R
Y
W
Q
Y
_
b
SR
f^
]^
TeZ
WX
_
SB\
Z[
T
WX
Y
SBeT
]
\_
WX
Z
UV
U
SBT
R
Q'R
P
S
[
V
d \
[
T
Z
\e
\
^
h
Z
_
S
b
d
~
[
X
UR
U\b
Y
TU
U
]^
SBT
R
bV
h b
\
]^ e
Q
\
]
\c
WX
R
a
X
[
b
d \
`T
Yji
_
h
]
bWX
Y
Y
S
S
\
\
b
b
URc
URc
S
R
`Re
U\b
Q'R
P
UT
v}
z|{
q
yw
wxvu
t su
p
t
9r s
p-q
o
lnm
k
pmi
S
przypadkowe i wypadkowy moment magnetyczny
wszystkich atomów jest zero.
h
Y
magnetycznych elektronów. Dla diamagnetyków moment
ten jest równy zero.
bWX
PARAMAGNETYZM
_
_
£
'
'
'
¢
¡
¢
'
'
¤¨
B
¤'
¦
¥¦
¥
©
ϑ =0
¬
ª
¥
ª
¥
§
¤
¡
« ¬
Otrzymujemy wzmocnienie B !!!
N (ϑ = 0 ) ∝ e
pm B
¤ ¦
kT
kT
¡
k = 1.4 ⋅10 − 23 JK −1
k = 8.6 ⋅10 −5 eV / K
B
ale E = − p ⋅ B = − p B cos ϑ
p
m
m
N (E ) ∝ e
Ep
¤
ϑ
−
¤
Boltzmanna
B
pmi
pmi
•
•
¤
§
º
¿
ļ
à ¯
± µ
¯
®¯°
Á
Â
²
°
Á
¾À¿
¯½
¼
²
°
¼½
»'¼
º
µ¹
¸²
²
¶'·
´'µ
±³²
(spinowy mom. mag.
B,
Å
L=0)
N (0 ) − N (π )
N (0 ) + N (π )
Niech B=10T
kT ≈ 1.4 ⋅10 −23 JK −1 ≈ 4 ⋅10 −21 J
p m ⋅ B = 10 − 22 A ⋅ m ⋅ T = 10 − 22 J
< pm >= µ B
n atomów
↓↑↓↑ ..... ↑
↓↑↓↑ ..... ↑
n atomów
B≠0
B=0
Wobec dowolnego kierunku jest (moment) albo || albo anty||
i
e⋅h
= 9.27 ⋅10 − 24 A ⋅ m 2
pm = µ B =
4πme
z jednym elektronem walencyjnym, wtedy kwantowo:
½
+ ...
+ ...
10 − 22
<< 1
− 21
4 ⋅ 10
Ò
Ö
Ò
ÑÌ
ÍÕÏ
Í
Ë
È ÉBÊ
Æ
ÐÑ
Î ÉBÏ
Ì
paramagnetyka:
µB B
< pm >= µ B ⋅
kT
Zgodne z kierunkiem
µB
J =n
B
!!!
B
kT
2
Ë×
Jeden elektron
per atom
1+
µBB
µBB
−1+
µBB
N (0 ) − N (π )
kT
kT
=
=
N (0 ) + N (π ) 1 + µ B B + 1 − µ B B
kT
kT
kT
i
pm B
µBB
=
≈
kT
kT
µBB
N (0 ) = 1 +
kT
µBB
N (π ) = 1 −
kT
Ò
Ç
Æ
Ñ
ÒÔ
ÒÓ
é Ù
ØÙÚ
Ü
æ åè
æç
äå
ãÙ
ßÚ
Ü
â
à'á
Þß
ÛÝÜ
< pm > i < pmind >
< p mind >
æ ß
>
õ ß
ç
î
ì
ß
ã
ë ß
ê
Ü
ãBÚô
à
ïð
á
åâ
ãè
ê
Þ
ì³í
ßò
ñ
â
æ ß
á
ì
æ
ç
â
è
paramagnetyzm !!!
< pm >
< r 2 >= 10 −20 m 2
10 −22
− 24
− 25
−1
2
2 2
< p m >=
⋅
=
⋅
A
m
s
kg
10
0
.
25
10
4 ⋅ 10 − 21
2
e
< p mind >= Z
< r 2 >= Z ⋅ 4 .7 ⋅ 10 − 29 A 2 m 2 s 2 kg −1
6m
ê
ê
è
Úôâ
è
Þ
Þ
êó
è
êó
ÿ
þ
ü
ü
ÿ
ý
ÿ
ü
ÿ
ÿ
þ
ÿ
÷
üý
ÿ
ÿ
þ÷
üý
úû
ÿ
ù
öø÷
ÿ
1
J∝
T
Prawo Courie
1
J∝
T
÷
J jest odwrotnie proporcjonalne do temperatury
ÿ
"
B = µµ 0 H
%87
0
./
-
-
$
,
#1
+,
0
*
5
#
!
9
#$
&
.
-
01 $
(
4
<
<
m
-
γ
+,$
2
!
)(*
(& '%
*
m
*
<
γ
0
<
%'6
0
B0 ⋅ H
2
:
/
=
!
&*
-;
*
./
<
,
!
µ
Wektor H
Wprowadzamy wektor H
%
B 02
=
2µ0
!
<
+
3$
21
!
%*
0
"
& -
*
B 02
(µ 0 H 0 ) = µ 0 H 0 ⋅ H
=
=
2µ0
2µ0
&
!0
01
!
)$
>'
=
21
!
%*
0
#
!
01 :!
=
!
3$
B⋅H
γm =
2
B⋅H
⇒ Em = ∫ d 3 r
2
OJ
?
?
MN
?
?
@A
S
@F
IL
S
EF
F
EJ
S
@ FE
KF
S
IJ
?
GH
EF
BCD
B⋅H
D ⋅E
γ = γ m + γ el =
+
2
2
B⋅H
D ⋅E
γ =
+
2
2
PRQ
i magnetycznego:
N
L
EF
CD
IH
OF
F
S
S
S
S
p
an U
ZY
am
d
fhg
X
iX
Z
e d`
Z_
\
k
]_
\^
Z
a(b_`
_
Y
2] ^_
\U
Z[
TVWUW
p
l
Dla dia i para-magnetyków
c Ud
c Ud
XY
W
i]
sieci krystalicznej.
FERROMAGNETYZM
cU
ai
v
zo h
sy
¤
}z
p
o
£
~z
¢
|
{
{
y
}
}(~
wzy
p({
z
zo
x sy
v
w
x
p wov
tu
s
¥
£
¡
w
x~
(¦
pv
p| w
¡
u z
¦
historii próbki. Dla pewnych stopów
6.
k
j
a
\
tzn
X
k
wy
X
§¨
z~
tym
^`
Dla
prq
fo
r
H
B
µ (H ) =
µ0
selenoidu
À ½µ
¿Â
¶
²³
±°
Á
Hk
¼¶
¯
¼¿
B
ª°
À
º
·¾
®
¬
¹
©
º
− Hk
ª«
»r½¼½
Br
´
¸¹
·
±V´µ
¶
Ä
Õ
ÇÅ
É
Ä
ËÓ
ÏÐ
ÎÄ
ËÌÍ
ÈÉ
Ê
Ç
ÃVÄÅ
Æ
ferromagnetyku
ÔÔ Å
Ë
ÑÓ
ÑÒ
×
×
ÑÜ
Ô
ÑÚ
Ô
ÉÓ
âÄ
Ç
ÔË
Ô
Ê
ÔÝÙ
Ñ
ÑÓÅ
Î
Ô
ÔÙ Í
ÑÒ
Ñ
Õ
Í
ßà
Ê
ÎÑ
ÑÓÅ
Î
Î
Ì
ËÒ
Ç
Ö ÜÑ
Ì
Ö(ÑÜ
ÛÇ
ÉÆ
Ü
Ô à
ÇÒ
Ò
ßÄ
ÙØ
ÇÚ
ÅÊ
Æ
Û ÒÑ
Î
Ñ
Ô
Ê
Í
ÔÝÙ
Æ
ÔÌ
ÑÓ
W = ∫ HdB
Ò
Ta zmiana energii to praca wykonana i zmagazynowana
w ferromagnetyku
ÖÑ
H ⋅B
γm =
2
1
1
d γ m = (HdB + BdH ) = (HdB + Hd (µµ 0 H )) = HdB
2
2
Æ
Ç
Û
Ç
ÇÒ
Æ
Ä
ÒÊ
Ê
Æ
Ç
ËÅ
Ê
Þ ÓÅ
Ç
áÉ
ëí
ç
íè
ÿ
äñ
ïð
úí
òê
íë
ð
ð
äñ
äñ
îèä
ð
ä
ïð
ûü ä
ìrîíî
úí
ëä
éèê
ð
ç
ãVä
ÿ
ð
òí
ÿ
úí
ò
ðí
ï
äç
ð
òê
íë
è
å
äñ
òê
íë
ó
æ(÷ ø î
2ò ô
íÿ
ä
ô
îíè
å äó
ð
òí
å
çê
íë
ê ø
òä
æ(÷
öä
åæ
ïð
ûü ä
2ò îô
ä
íîè
2ò îô
ä
èíî
äñ
ì îíî
ê
òê
ëí
úí
êùø
ç
í
æ ø
îô
åý
Prawo Courie
ò êó
íë
ç
è
åý
ä
ì îíî
ï
çê
äñ
znika.
ð
þç
òí
ò êó
íë
ä
îèä
å
ïð
ð
îíî
ÿä
æ(÷
1
J≈
T − TC
ä
ò2îô
ä
íîè
1
J≈
T
õ
Courie TC zachowuje
ð
ÿ
+
(*)
&'
$%
Courie
"#
!
H
B
Fe
Co
Ni
Zjawisko Barkhausena
1043 oK
1404 oK
631 oK
<6
0H
B
4I
0 <
/ 4
0 <
?
/ 9
A <
0 6
L 4
K
41
?
?
7
=<
/ 9
B-
@4
<1
4
-
I9:
4
0H
:
5GF
-
/ 4
B<
/ 4
1
;
7
?
;
>4
:
:
/ -
;<1
=7
<
-:
89
>?
B67
4
9
9
E <
5
34
2
/01
,.-
1
;<
<
5GF
-6
46
?
4I
J : C
B
4
/ 4
5 4
obszary (~10-5
momencie magnetycznym
?
=
<6
0 B
:
5?
C
D
= 9:
D
?6
<6
M
L I4
0 <
?
<
@
2
D:
t
B!C
1
kolejnych momentów magnetycznych.
B
A <
k
no
de
[\
ZX Y
UWVT
d
i
w
wzmacniacz
l
z
t
x
u
i^
e
a
de
x
]Ga
`
}
]_
]G^
u|
u
t
~
st
} y!
w
u
z
v
us
u
|
x
v
s
}
w
}
u|
u
}
u
t
t
}
u~
v
~
x
|
~
v
rst
}
w
u
}
zu
u|
|
xy
t
}
|
z
u~
}
s
z
{ |
z
u
}
uw
bc
t
sz
fg
{|
dh
}
u|
z
}
z
z
w
x
iej
st
|
x
c
~
~
z
|
bk
~
u
] a
`
cewka
z
w
bc
u
w
}
dGm
R
QO P
N
s
} y
a
S
~
q
bc
z
|
x w
~
y
x t
w którym (w pewnym obszarze) spiny wszystkich
l
}
obejmo-
p
|
u
kierunek kolejne momenty magnetyczne, zatem
wane
n
ª
©
¨
§
¦§
¥
°
¬
©
£¤
¢
ª
¡
§
¯
§
G
®
*
ª
¬
«
Finis coronat opus
ª