Магнітний момент - фундаментальна властивість елементарних частинок
Магнітний момент атома - основна фізична векторна величина, що характеризує магнітні властивості будь-яких речовин. Джерелом формування магнетизму, як стверджує класична електромагнітна теорія, є мікроструми, що виникають внаслідок руху електрона по орбіті. Магнітний момент - це неодмінна властивість всіх без винятку елементарних частинок, ядер, атомних електронних оболонок і молекул.
Магнетизм, який притаманний усім елементарним часткам, згідно квантовій механіці, обумовлений наявністю у них механічного моменту, званого спіном (власним механічним імпульсом квантової природи). Магнітні властивості атомного ядра складаються з спінових імпульсів складових частин ядра - протонів і нейтронів. Електронні оболонки (внутріатомні орбіти) теж мають магнітний момент, який складає сума магнітних моментів знаходяться на ній електронів.
Інакше кажучи, магнітні моменти елементарних частинок і атомних орбіталей обумовлені внутрішньоатомних квантомеханические ефектом, відомим як спінової імпульс. Даний ефект аналогічний кутовому моменту обертання навколо власної центральної осі. Спінової імпульс вимірюється в постійній Планка - основний константі квантової теорії.
Всі нейтрони, електрони і протони, з яких, власне, і полягає атом, згідно Планку, володіють спіном, рівним frac12-. У структурі атома електрони, обертаючись навколо ядра, крім спинового імпульсу, мають ще й орбітальний кутовий момент. Ядро, хоч і займає статичне положення, теж має кутовим моментом, який створюється ефектом ядерного спина.
Магнітне поле, яке генерує атомний магнітний момент, визначається різними формами цього кутового моменту. Найбільш помітний внесок у створення магнітного поля вносить саме спінової ефект. За принципом Паулі, згідно з яким два тотожних електрона не можуть перебувати одночасно в однаковому квантовому стані, пов`язані електрони зливаються, при цьому їх спінові імпульси набувають діаметрально протилежні проекції. У цьому випадку магнітний момент електрона скорочується, що зменшує магнітні властивості всієї структури. У деяких елементах, що мають парне число електронів, цей момент зменшується до нульової позначки, і речовини перестають володіти магнітними властивостями. Таким чином, магнітний момент окремих елементарних частинок безпосередньо впливає на магнітні якості всієї ядерно-атомної системи.
Феромагнітні елементи з непарною кількістю електронів завжди будуть володіти ненульовим магнетизмом за рахунок непарного електрона. У таких елементах сусідні орбіталі перекриваються, і все спінові моменти непарних електронів беруть однакову орієнтацію в просторі, що призводить до досягнення найменшого енергетичного стану. Цей процес називається обмінною взаємодією.
При такому вирівнюванні магнітних моментів феромагнітних атомів виникає магнітне поле. А парамагнітні елементи, що складаються з атомів з дезорієнтованими магнітними моментами, не мають власного магнітного поля. Але якщо впливати на них зовнішнім джерелом магнетизму, то магнітні моменти атомів вирівняються, і ці елементи теж придбають магнітні властивості.
Що таке валентні електрони? Викладачам фізики і хімії в навчальних закладах добре відомо, що набагато простіше пояснити яку-небудь тему, якщо вдатися до аналогій або скористатися наближеними прикладами, роз'яснюючи «на пальцях». Хоча наведені описи можуть не повністю…
Класифікація елементарних частинок Наскільки різноманітні елементарні частинки, настільки ж різноманітні і їх характеристики. Саме на підставі характеристик і складена класифікація елементарних частинок.Один з найважливіших показників - це маса. Важливо брати до уваги саме масу…
Маса нейтрона, протона, електрона - що спільного? Як тільки трапляється зустрітися з невідомим предметом, так обов'язково виникає меркантильно-життєве питання - а скільки це важить. А от якщо це невідоме - елементарна частинка, що тоді? А нічого, питання залишається тим самим: яка ж маса цієї…
Магнітні властивості речовини Якщо розмістити в магнітному полі який-небудь предмет, то його «поведінка» і тип внутрішніх структурних змін буде залежати від матеріалу, з якого предмет виготовлений. Всі відомі речовини можна розділити на п'ять основних груп: парамагнетики,…
Що таке дипольний момент Розглянемо, стосовно до електродинаміки, що таке дипольний момент. Елементарні носії заряду, що протікають по прямолінійній ділянці системи провідників, формують прямий струм. Відповідно, присутній струмовий заряд зазначеного струму (I * L, де I -…
Коротко про складне: будова електронних оболонок атомів Провінційний учитель хімії Джон Дальтон в 1803 році відкрив «Закон кратних відносин». Ця теорія говорить, що якщо конкретний хімічний елемент може утворювати з'єднання з іншими елементами, то на кожну його частину маси припадатиме частина маси іншої…
Магнітний генератор Вільна енергія - процес, при якому енергії виділяється більше, ніж було витрачено, або не витрачалися взагалі. Як приклад отримання вільної енергії можна визначити її вироблення за допомогою вітряного генератора, перетворювати силу вітру в…
Будова атомного ядра: історія вивчення та сучасні характеристики Будова атомного ядра становить один з найпринциповіших питань сучасної науки. Постійно вироблені в цій області експерименти дозволили вченим не тільки з високим ступенем точності визначити, що з себе представляє атом, але й активно використовувати…
З чого складається атом будь-якої речовини? Атом, як відокремлена одиниця, побудований з ядра, зарядженого позитивним електричним зарядом, і з електронів, несучих негативних заряд. Ось з чого складається атом.У його центрі розташовується ядро, яке утворюють ще більш дрібні частинки - протони…
Електронна конфігурація - таємниці будови атома Восени 1910-го року Ернст Резерфорд, збурений роздумами, болісно намагався зрозуміти внутрішню будову атома. Його експерименти по розсіюванню альфа-частинок різноманітними речовинами переконливо доводили - всередині атома наявна якесь, досі не…
Будова і заряд ядра атома Те, що всі предмети складаються з елементарних частинок, припускали ще вчені Стародавньої Греції. Але ні довести цей факт, ні спростувати в ті часи не було ніякої можливості. Та й про властивості атомів в давнину могли лише здогадуватися,…
Що таке атом і молекула? Кожен день ми користуємося якимись предметами: беремо їх в руки, здійснюємо над ними будь-які маніпуляції - перевертаємо, розглядаємо, зрештою, ламаємо. А ви ніколи не замислювалися про те, з чого складаються ці предмети? "Чого вже тут думати? З…
Склад ядра атома. Ядро атома Питання «З чого складається матерія?», «Яка природа матерії?» Завжди займали людство. Ще з найдавніших часів філософи і вчені шукали відповіді на ці питання, створюючи як реалістичні, так і абсолютно дивовижні і фантастичні теорії і гіпотези. Однак…