Strona1

ĆWICZENIE NR 7

BADANIA WŁASNOŚCI MAGNETYCZNYCH MATERIAŁÓW

1. Podstawy teoretyczne

1.1. Zjawiska określające własności magnetyczne materiałów

Wiele własności magnetycznych materiałów jest formalnie podobnych do własności elektrycznych. Indukowana polaryzacja magnetyczna jest odpowiednikiem indukowanej polaryzacji elektrycznej. Analogicznie do atomów i cząsteczek o stałych dielektrycznych momentach dipolowych istnieją atomy i cząsteczki o stałych magnetycznych momentach dipolowych. Podobnie jak niektóre materiały mają spontaniczny moment elektryczny, tak też niektóre materiały mają spontaniczny moment magnetyczny - namagnesowanie. Stąd też istnieją podobieństwa w opisie matematycznym zjawisk elektrycznych i magnetycznych.

Ładunek elektryczny będący w ruchu wytwarza trwały magnetyczny moment dipolowy. W atomie ładunek zawierają: jądro i elektrony. Każdy z elektronów obiega jądro po orbicie oraz obraca się wokół własnej osi, wytwarzając moment pędu, zwany spinem. Tak więc na wypadkowy magnetyczny moment dipolowy atomu składają się dodawane wektorowo:

-    jądrowy moment magnetyczny,

-    orbitalne momenty magnetyczne elektronów,

-    spinowe momenty magnetyczne elektronów.

Oprócz trwałych dipoli magnetycznych, charakteryzujących większość materiałów, na skutek oddziaływania zewnętrznego pola magnetycznego powstają

-    indukowane atomowe dipoie magnetyczne.

Jądrowy moment magnetyczny - wynika z momentu pędu jądra związanego z jego spinem i jest wielkością tego samego rzędu co spin elektronu. Masa jądra jest większa od masy elektronu stąd magnetyczny moment dipolowy związany ze spinem jądra jest mniejszy od spinowego momentu magnetycznego elektronu i jego wpływ na wypadkowy moment magnetyczny atomu może być pominięty.

Orbitalne momenty magnetyczne - wynikają z ruchu elektronu po orbicie kołowej wokół jądra. Modelem krążącego po orbicie elektronu może być zamknięta pętla prądowa (rys. 1)