Magnit moment elementar zarrachalarning asosiy xususiyatidir

Magnit moment elementar zarrachalarning asosiy xususiyatidir
Magnit moment elementar zarrachalarning asosiy xususiyatidir
Anonim

Atomning magnit momenti har qanday moddaning magnit xossalarini tavsiflovchi asosiy fizik vektor kattalikdir. Klassik elektromagnit nazariyaga ko'ra, magnitlanishning paydo bo'lishining manbai elektronning orbitadagi harakatidan kelib chiqadigan mikro oqimlardir. Magnit moment barcha elementar zarralar, yadrolar, atom elektron qobiqlari va molekulalarning istisnosiz ajralmas xususiyatidir.

Magnit moment
Magnit moment

Barcha elementar zarrachalarga xos boʻlgan magnitlanish, kvant mexanikasiga koʻra, ularda spin deb ataladigan mexanik moment (kvant tabiatining oʻziga xos mexanik momenti) mavjudligi bilan bogʻliq. Atom yadrosining magnit xossalari yadroning tarkibiy qismlari - proton va neytronlarning aylanish momentlaridan iborat. Elektron qobiqlar (intraatom orbitalari) ham magnit momentga ega bo'lib, unda joylashgan elektronlarning magnit momentlari yig'indisidir.

Boshqacha aytganda, elementarning magnit momentlarizarralar va atom orbitallari spin momentum deb nomlanuvchi atom ichidagi kvant mexanik ta'siridan kelib chiqadi. Bu ta'sir o'zining markaziy o'qi atrofida aylanishning burchak momentiga o'xshaydi. Spin momenti kvant nazariyasining asosiy konstantasi bo'lgan Plank konstantasida o'lchanadi.

Atomning magnit momenti
Atomning magnit momenti

Barcha neytronlar, elektronlar va protonlar, Plankning fikriga ko'ra, aslida atomdan iborat bo'lgan spin ½ ga teng. Atom tuzilishida yadro atrofida aylanayotgan elektronlar spin impulsidan tashqari orbital burchak impulsiga ham ega. Yadro, garchi u statik holatda bo'lsa ham, yadro spin effekti natijasida hosil bo'ladigan burchak impulsiga ham ega.

Atom magnit momentini hosil qiluvchi magnit maydon bu burchak momentumining turli shakllari bilan aniqlanadi. Magnit maydonni yaratishda eng sezilarli hissa spin effekti bilan amalga oshiriladi. Pauli printsipiga ko'ra, ikkita bir xil elektron bir vaqtning o'zida bir kvant holatida bo'lolmaydi, bog'langan elektronlar birlashadi, ularning spin momentlari esa diametrik ravishda qarama-qarshi proyeksiyalarga ega bo'ladi. Bunday holda, elektronning magnit momenti kamayadi, bu butun strukturaning magnit xususiyatlarini pasaytiradi. Elektronlarning juft soniga ega bo'lgan ba'zi elementlarda bu moment nolga tushadi va moddalar magnit xususiyatga ega bo'lishni to'xtatadi. Shunday qilib, alohida elementar zarrachalarning magnit momenti butun yadro-atom tizimining magnit sifatlariga bevosita ta'sir qiladi.

Elektron magnit momenti
Elektron magnit momenti

Toq elektronli ferromagnit elementlar juftlashtirilmagan elektron tufayli har doim nolga teng boʻlmagan magnitlanishga ega boʻladi. Bunday elementlarda qo'shni orbitallar bir-biriga yopishadi va juftlashtirilmagan elektronlarning barcha spin momentlari kosmosda bir xil yo'nalishni oladi, bu esa eng past energiya holatiga erishishga olib keladi. Bu jarayon almashish shovqini deb ataladi.

Ferromagnit atomlarning magnit momentlarining bunday tekislanishi bilan magnit maydon paydo bo'ladi. Disorientatsiyalangan magnit momentlari bo'lgan atomlardan tashkil topgan paramagnit elementlar esa o'zlarining magnit maydoniga ega emas. Ammo agar siz ularga tashqi magnitlanish manbai bilan ta'sir qilsangiz, atomlarning magnit momentlari tenglashadi va bu elementlar ham magnit xususiyatga ega bo'ladi.

Tavsiya: