Paramagnetiklarning elektr o‘tkazuvchanligi

Информация о документе

Цена	12000UZS
Размер	425.8KB
Покупки	0
Дата загрузки	07 Ноябрь 2026
Расширение	docx
Раздел	Дипломные работы
Предмет	Педагогика

Paramagnetiklarning elektr o‘tkazuvchanligi

Купить

Kirish
Paramagnetizm (para... va magnetizm ) — tashqi magnit
maydoniga kiritilgan jismlarning shu maydon yo nalishiga moye yo nalishdaʻ ʻ
magnitlanish xossasi. Magnit qutbi yaqiniga joylashtirilgan har qanday paramagnit
jism shu qutbga tortiladi. Tashqi magnit maydoni bo lmagan (N=0) da
ʻ
paramagnetiklar magnitlanmaydi.
"P." terminini fanga M. Faradey kiritgan (1845). U ferromagnitdan boshka
barcha moddalarni magnit xossalari bo yicha
ʻ diamagnit va paramagnit modsalarga
ajratgan. P. zarralari ( atom , molekula , ion , atom yadrosi ) xususiy magnit
momentiga ega bo lgan jismlar uchungina xos bo lib, bu momentlar tashqi maydon
ʻ ʻ
bo lmaganda tartibsiz, ya ni j=0 bo ladi. Tashqi maydon bo lganda maydon
ʻ ʼ ʻ ʻ
yo nalishida moslanadi.
ʻ
Metallda xususiy magnit (spin) momentiga va elektr o tkazuvchanlik
ʻ
xossasiga ega bo lgan elektronlarning mavjudligi shu metallning paramag-nit
ʻ
xossasini ifodalaydi. Tashqi magnit maydoni ta sirida bu elektronlar magnit
ʼ
momentining yo nalishi maydon yo nalishi bilan bir xil bo ladi.
ʻ ʻ ʻ
Atom yadrosi ham xususiy magnit momentiga ega. Yadro magnit momenti
elektron magnit momentidan taxminan 1000-marta kichik. Atom yadrosining
paramag-nit qabulchanligi elektron qabulchanligidan taxminan 106-marta kichik.
Paramagnit modda kucheiz tashqi magnit maydoni ta sirida juda kucheiz, lekin
ʼ
juda past (mutlaq nol gradusga yaqin) temperaturalarda, shuningdek, o ta yuqori
ʻ
tashqi magnit maydoni (>105 E) ta sirida kuchli magnitlanadi. Kucheiz maydonga
ʼ
paramagnit moddaning mag-nitlanganligi j maydon kuchlanganligi o sishi bilan
ʻ
quyidagi qonun bo yicha o sadi: j=%ff, bunda paramagnit qabulchanligi x~ Yu~5
ʻ ʻ
dan 10~3 gacha qiymatlarni oladi. Agar maydon kuchli bo lsa, paramagnit
ʻ
zarrachalari magnit mo-mentlarining yo nalishi tashqi magnit maydoni
ʻ
yo nalishidek bo ladi (magnit to yinishi ro y beradi). O zgarmas kuchlanishli
ʻ ʻ ʻ ʻ ʻ
maydonda temperatura T ortishi bilan magnit qabulchanlik Kyuri qonuni bo yicha
ʻ
kamayadi.

O'tkazuvchi elektronlarning paramagnetizmi
Metallarda magnit sezuvchanlikka atom yadrolaridan tashqari,
kollektivlashtirilgan o'tkazuvchan elektronlar ham hissa qo'shadi. Bunday holda,
magnit maydon ularga ikki tomonlama ta'sir ko'rsatadi. Bir tomondan, maydon
erkin elektronlarning traektoriyasini egib, ularning o'qi maydon yo'nalishiga to'g'ri
keladigan spiral traektoriya bo'ylab harakatlanishiga olib keladi. Elektronlarning
bunday harakati diamagnit reaktsiyaga olib keladi, bu Landau diamagnetizmi deb
ataladi. Boshqa tomondan, spin magnit momentiga ega bo'lgan har bir elektron
magnit maydonning yo'naltiruvchi ta'sirini boshdan kechiradi, bu esa paramagnit
ta'sirga olib keladi. Bu ikkala ta'sir ham kvant tabiatiga ega.
Landau nazariy jihatdan metalldagi o'tkazuvchanlik elektronlarining
diamagnit ta'sirining qiymati paramagnit ta'sir qiymatidan uch baravar kam
ekanligini ko'rsatdi, shuning uchun umuman olganda, elektron gazni paramagnit
deb hisoblash mumkin.
Tashqi magnit maydon (B = 0) bo'lmasa, p res st mutlaq nol (T = 0 K)
haroratda elektron gazning magnit momenti nolga teng. Elektronlar
o'tkazuvchanlik zonasida Fermi darajasigacha bo'lgan barcha darajalarni egallaydi
(Ep - Fermi energiyasi) va ularning har birida Pauli printsipiga muvofiq, qarama-
qarshi yo'naltirilgan spinli ikkita elektron mavjud. Qattiq jismlarning tarmoqli
tuzilishining xususiyatlari va bantlardagi elektron holatlarni to'ldirish bobda
batafsilroq ko'rib chiqiladi. 9.
Shaklda ko'rsatilganidek. 7.7, a, o'tkazuvchanlik zonasi elektron spinlarining
yo'nalishlari bo'yicha farq qiluvchi ikkita yarim polosaga bo'linadi .

Tashqi magnit maydonning tarmoqning ikki yarmidagi elektronlar soniga
ta'siri. (Y o'qi elektronlar energiyasini, abscissa elektron holatlarning zichligini
ko'rsatadi. Ishg'ol qilingan holatlar soyalangan. Yarim diapazondagi spinlarning
yo'nalishlari o'qlar bilan ko'rsatilgan)
Magnit maydonda (B f 0) yarim oy . bunda spin magnit momentlari magnit
induksiya vektori B bilan bir xil yo'naltiriladi. energiya o'qi bo'ylab E bo'ylab Tsr
B miqdoriga pastga siljiydi ( anjir - Bor magnitoni) va spinlari lehimga qarshi
qaratilgan yarim zona . , bir xil miqdorda yuqoriga Ma'lumki, har qanday tizim eng
barqaror holatga mos keladigan energiya minimaliga intiladi. Shunga ko'ra, o'ng
yarim diapazondagi elektronlarning bir qismi spinning yo'nalishini o'zgartirib,
chapga o'tadi.
agolining paramagnit sezuvchanligi formula bo'yicha elektron holatlarning
N(E) zichligi
funksiyasidan hisoblanadi.
Bu erda N - birlik hajmdagi o'tkazuvchan elektronlar soni, Tp - Fermi
darajasi E
P gacha bo'lgan barcha darajalarni to'ldirishga to'g'ri keladigan Fermi
harorati (Fermi harorati elektron gazning degeneratsiyasi harorati deb ham
ataladi ). Har bir sathda qarama-qarshi spinli ikkita elektron mavjud . Bu ifodadagi
kattaliklarning hech biri haroratga bog'liq emasligi sababli, erkin elektronlarning
paramagnit sezgirligi ham haroratga bog'liq emas.

Ko'rib chiqilayotgan ta'sirning kattaligi kichik. Oddiy bir valentli metall
uchun elektron holatlarning zichligi 1 J uchun taxminan 10 47 ni tashkil qiladi, shuning uchun
)L
taxminan 10 -5
qiymatiga ega . Paramagnit sezgirlikning bu qiymati atomlarning ichki
to'ldirilgan qobig'ining diamagnit sezgirligidan bir oz kattaroqdir . Chelik, elektron
gazning paramagnit sezgirligining kichik qiymati, momentlari kuyishga qarama-
qarshi yo'naltirilgan o'tkazuvchan elektronlarning faqat kichik bir qismi tashqi
energiya tufayli spinlarni aylantirishi mumkinligi bilan bog'liq. magnit maydon.
Metalllardagi elektron gaz degeneratsiyaga uchraydi, buning natijasida Fermi
darajasiga yaqin eni cc B (7.7-rasm, b) bo'lgan bunday banddagi elektronlarning
faqat kichik bir qismi energiya holatini o'zgartirishi mumkin. Boshqa elektronlar
uchun bunday o'zgarishlar mumkin emas, chunki barcha qo'shni energiya darajalari
ishg'ol qilinadi. Shuni ta'kidlash mumkinki, agar barcha valentlik elektronlar tashqi
yorug'lik bilan reaksiyaga kirishsa, bir xil monovalent metallning paramagnit
sezgirligi amalda kuzatilganidan 100 yoki 1000 marta ko'p bo'ladi.
Elektron paramagnit rezonansi. Erkin elektronlar moddaning paramagnit
xususiyatlariga juda oz bo'lsada hissa qo'shadi. Elektron gazning paramagnetizmi
masalasi qattiq jismlarning tarmoqli nazariyasi xulosalariga asoslanadi va keyingi
boblarda ko'rib chiqiladi.
O'tkazuvchanlik elektronlari bo'lmagan moddalarda atomlarning elektron
qobiqlarining magnit momentlari kompensatsiyalanadi va faqat atom yadrosi
magnit momentga ega. Bunday moddalarda paramagnetizm juda kichik ( = 10" 9 -
10
-12 )
va faqat o'ta past haroratlarda (T < 0,1 K) kuzatilishi mumkin. Yadrolarning
spinlari va atomlarning elektron qobiqlari o'rtasida kuchli o'zaro ta'sir bo'lmaganda
yadro paramagnetizmi miqdori bilan tavsiflanadi.
Bu erda M
L d - yadroning magnit momenti, elektronning magnit momentining
taxminan 0,001 ga teng. Natijada, ma'lum miqdordagi zarrachalardan tashkil
topgan tizimning yadro paramagnit sezgirligi bir xil miqdordagi zarrachalardan

tashkil topgan tizimning elektron paramagnit sezgirligidan taxminan olti daraja
kichikroq bo'lib chiqadi.
Biroq, yadro paramagnetizmining juda kichik hajmiga qaramay, uning
mavjudligi materiyani o'rganish uchun juda muhim usullardan foydalanishga
imkon beradi. Elektron paramagnit rezonans (EPR) va yadro magnit rezonansi
(YMR) usuli yordamida paramagnit xususiyatlarni o'rganish alohida atomlar,
ionlar, molekulalar, yadrolarning magnit momentlarini aniqlash, alohida
molekulalar va komplekslarning tuzilishini o'rganish va olib borish imkonini
beradi. materiallarni strukturaviy tahlil qilish.
Elektron paramagnit rezonans birinchi marta 1944 yilda Zavoiskiy tomonidan
kashf etilgan.
juftlashtirilmagan atektronlar mavjud bo'lgan barcha moddalarda kuzatiladi .
Atomda
> ) tashqi magnit maydoni H
0 ga joylashtirilgan umumiy burchak momentum J bilan ,
magnit moment kvantlangan. J ma'lum kvant soniga ega bo'lgan har bir daraja
mj magnit sonining turli qiymatlariga ega bo'lgan 2 J + 1 pastki darajalarga
bo'linadi (Zeeman bo'linishi ) (7.8-rasm). Har bir kichik darajaning energiyasi
quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:
Bu erda g formuladan topilgan bir xil omil
JS va L mos ravishda orbital, spin va umumiy impulsning kvant raqamlari
(spin magnetizmi holatida q = 2 va orbital magnitlanish holatida q = 1).
J ^ mj ^ .7 chegaralarida yotadi .
Bir xil masofada joylashgan pastki darajalar orasidagi masofa bo'ladi

Elektron spini S = 1/2 va yadro spini / = 1/2 bo'lgan tizim uchun
o'zgaruvchan magnit maydonda elektronning energiya darajalarining
bo'linishi
v chastotasining o'zgaruvchan magnit maydonining ta'siri ostida pastki
darajalar o'rtasida kvant o'tishlari mumkin. Tanlash qoidalari faqat Amj = ±1
bo'lgan o'tishlarga ruxsat beradi:
v chastotasi shunday bo'lsa (7.30) shart bajarilsa, elektromagnit maydon
energiyasining intensiv yutilishi kuzatiladi. Bularning barchasi bitta atomga
tegishli. Bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiluvchi ko'plab magnit momentlar mavjud
bo'lgan makrotizimga o'tishda, bu o'zaro ta'sirlar, agar biron bir sababga ko'ra
buzilgan bo'lsa, termodinamik muvozanatning o'rnatilishiga olib keladi.
Paramagnetdagi ichki o'zaro ta'sirlar H
0 maydonining ta'siri ostida paydo
bo'ladigan energiya spektrining shakliga ham ta'sir qiladi . Ko'pgina paramagnetlar
uchun magnit pastki sathlar tizimi teng masofada bo'lishni to'xtatadi. Natijada bitta
o'rniga bir nechta assimilyatsiya chizig'i paydo bo'ladi. Bunday holda, elektron
paramagnit rezonans spektrining nozik tuzilishi haqida gapiriladi.

Energiya spektriga, qo'shimcha ravishda, moddaning bir xilligi, strukturaviy
nuqsonlar va aralashmalar bilan bog'liq bo'lgan ichki rangparlarning mavjudligi
katta ta'sir ko'rsatadi.
Ba'zi paramagnit ionlar uchun intrakristalli olov ta'sirida ularning asosiy
magnit energiya darajalari 10 10
-10 11
Gts oraliqda bo'linadi. Misol tariqasida,
rasmdagi rezonans egri chizig'ini keltirish mumkin. 7.9, bu Mn 2+ marganets ionlari
uchun
kuzatiladi . Umuman olganda, marganets ionlari ko'plab kristallar uchun juda
mashhur tadqiqot ob'ekti bo'lib, u erda nopoklik sifatida kiritiladi. Bunday holda,
10' dan 109 Gts gacha bo'lgan diapazonda asosiy holat darajalarining bo'linishi
kuzatiladi ,
bu turli kristallardagi marganets ionlarining har xil muhiti bilan
izohlanadi.
Guruch. 7.9. Xona haroratida MnSC >4 dagi Mi 2
' ionlari uchun elektron
paramagnit rezonans egri chizig'i , u = 2,75 GHz [89]
Elektron paramagnit rezonans usuli paramagnit markazlar haqida noyob
ma'lumot beradi. Bu kristall panjaraga izomorf kiritilgan nopoklik ionlarini
mikroinkluziyalardan ajratishga aniq imkon beradi. Bunday holda siz kristalldagi
berilgan ion haqida to'liq ma'lumot olishingiz mumkin: valentlik, koordinatsiya,

mahalliy simmetriya, elektron orbitallarning gibridlanishi , kimyoviy bog'lanish
haqida ma'lumot. Usul turli tuzilishga ega bo'lgan kristall mintaqalarida
paramagnit markazlarning kontsentratsiyasini aniqlashga imkon beradi .
Hozirgi vaqtda elektron paramagnit rezonans materiya tuzilishini o'rganish
uchun qo'llanilishidan tashqari, tibbiy maqsadlarda qo'llaniladi. Ushbu hodisaga
asoslangan qurilma tomograf deb ataladi, uning tasviri rasmda ko'rsatilgan. 7.10.
Elektron paramagnit tomograf insonning turli organlari kasalliklarini erta
bosqichda aniqlash imkonini beradi.

Ferromagnetizm
Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, ferromagnitlar tashqi magnit maydon
bo'lmagan taqdirda ham o'z-o'zidan magnitlanishni namoyon qiladi.
Ferromagnetizm atamasi lotincha Ferrum - temir so'zidan kelib chiqqan, chunki
birinchi marta temir rudasi va temirda kuchli aniq magnit xususiyatlar topilgan.
Ferromagnitlar faqat to'qqizta kimyoviy element kristallarini o'z ichiga oladi: temir
(Fe), kobalt (Co), nikel (Ni), gadoliniy ( Gd ), disprosiy ( Dy ), terbiyum (Th),
holmiy (Ho), erbiy (Masalan), tuliy ( TT ). Oxirgi besh noyob yer elementining
ferromagnit xususiyatlari juda past haroratlarda sezilarli bo'ladi. Ammo, ularga
qo'shimcha ravishda, ferromagnit xususiyatlarga ega bo'lgan ko'plab qotishmalar
va birikmalar mavjud. Shu bilan birga, ferromagnit elementlarning bir-biri bilan
qotishmalari va ferromagnit bo'lmagan moddalar bilan ferromagnit qotishmalari va
hatto ferromagnit bo'lmagan elementlarning qotishmalari ( Heusler qotishmalari)
bunday xususiyatlarga ega.
Eynshteyn va de Haas tajribasi

Tibbiy EPR tomografiyasi
Ferromagnit materiallarda spontan magnitlanishning mavjudligi ulardagi
atomlarning magnit momentlari tasodifiy yo'naltirilgan emas, balki bir-biriga
parallel ravishda tartiblanganligini ko'rsatadi. Sanab o'tilgan kimyoviy
elementlardan dastlabki uchtasida to'ldirilmagan 3<7-qobiq, oxirgi oltitasida 4/-
qobiq bor. Ammo bu holda atomlarning orbital magnit momentlari kompensatsiya
qilinadi. Rus olimi Rosing 1892 yilda aylanish momentlarini tartiblash haqidagi
farazni ilgari surdi. U Eynshteyn va de Xaas tajribalarida tasdiqni topdi (7.11-
rasm). Ular magnit moment o'zgarganda ferromagnit namunaning aylanishini
(ya'ni, mexanik momentning paydo bo'lishini) kuzatdilar.
elektromagnit (3)dagi I tokni o'zgartirish orqali erishildi . Bunday holda, temir
tayoq (4) bo'lgan namuna, buralib, ingichka kvarts ipini (1) burishdi, uning ustiga
oyna (2) o'rnatildi. Oynaga tushgan S manbadan yorug'lik nuri ipning burilish
burchaklariga mos keladigan turli burchaklarda aks ettirilgan . Ipni burishning
maksimal burchagidan elektron impulsining momenti P aniqlandi va temir

silindrning magnitlanishini o'lchash orqali atomlarning umumiy magnit momenti
M aniqlandi . elektron spin momentlari uchun giromagnit munosabat (7.8) bilan
mos keladi.
Kapitsa (1917) tajribalarida olingan . Ularning eksperimentining g'oyasi
shundan iboratki, temir tayoq ipga osilgan va tezda magnitlanish holati
yo'qoladigan haroratgacha qizdirilgan (bu harorat deyiladi ). Kyuri nuqtasi).
Magnitlangan sterjenda elektron magnit momentlar novda o'qi bo'ylab
yo'naltirilgan va shuning uchun sterjen ma'lum bir to'liq impuls momentiga ega
bo'lishi kerak R. Isitish tufayli demagnetizatsiyalanganda "elektron tepalar" o'qlari
disorientatsiyalanadi va , shuning uchun impulsning umumiy momenti nolga teng
bo'ladi. Burchak impulsining saqlanish qonuniga ko‘ra, temir tayoq
magnitsizlanganda R qiymatiga mos keladigan aylanish impulsiga ega bo‘ladi. Bu
tajribada aniqlandi.
Ferromagnitizm va elektronlarning spin magnit momenti o rtasidagiʻ
bog liqlikning yana bir dalili Barnettning mexanomagnit tajribasidir (1909).
ʻ
Kichik temir tayoq o'z o'qi atrofida tez (100 rpm dan ortiq) aylanishga keltirildi.
Bunday holda, tayoqning zaif magnitlanishi kuzatildi va uning oxirida aylanish
soat yo'nalishi bo'yicha sodir bo'lgan joyda shimoliy qutb, qarama-qarshi uchida
esa janubiy qutb paydo bo'ldi. Barnet effektining sababi magnit momentga ega
bo'lgan atomlardagi elektronlar ham ma'lum bir burchak momentiga ega
bo'lishidir. Yuqorida aytib o'tilganidek, bu ikkala moment ham bir-biri bilan
giromagnit bog'liqlik bilan bog'liq, shuning uchun silindrning aylanishi paytida
"elektron tepaliklar" giroskoplar singari, impuls momentlari parallel bo'lishi uchun
o'zlarini yo'naltirishga moyil bo'ladilar. silindrning aylanish o'qiga . Impuls
momentlarining bunday tartibli yo'nalishi muqarrar ravishda magnit
momentlarning tartiblanishiga va shuning uchun temir novda magnitlanishiga olib
keladi.
Vayss molekulyar maydoni
Tez aylanadigan temir tayoqning o'z-o'zidan magnit momentining ko'rinishini
tushuntirish uchun Vayss ferromagnitlarda Bj ichki molekulyar maydon

mavjudligini taklif qildi . Vayssning fikricha , ichki magnit maydon B tashqi
magnit maydoniga o'xshaydi paramagnetlarda va tashqi magnit lehim bo'lmaganda
(B = 0) ferromagnit kristalidagi atomlarning magnit momentlarining parallel
yo'nalishini yaratadi. Taxmin qilingan edi )
Vi maydoni magnitlanishga proportsional ekanligini
bu yerda A molekulyar maydonning doimiysi. Keyin ferromagnitdagi atomga
ta'sir qiluvchi samarali maydon V., f , tashqi magnitning yig'indisi bo'lishi kerak.
) ) olov B va molekulyar olov B
Magnitlanish (7.24) va samarali lehimlash (7.32) iboralaridan foydalanib, biz
zaif maydonlarda va juda past haroratlarda ferromagnit magnitlanishini olamiz.
(7.25) formulani olishda qilganimizdek, tanishtirish. Kyuri doimiysi C = q
va Kyuri harorati = d
(Kyuri nuqtasi), biz ferromagnit atomining magnit
sezgirligining ifodasini olamiz:
(7.34) ifoda Kyuri-Vays qonuni deb ataladi va u paramagnit mintaqada
(Kyuri haroratidan yuqori) magnit sezuvchanlikdagi kuzatilgan o'zgarishlarni juda
yaxshi tasvirlaydi. Kyuri- Vays qonunini harorat Kyuri nuqtasidan boshlanadigan
Kyuri qonuni deb hisoblash mumkin. Langevin formulasiga (7.23) ko'ra, tashqi
lehim ta'sirida paramagnetda magnit momentlarning to'liq tartibi mutlaq nol
haroratda darhol sodir bo'ladi. Ferromagnitda bunday tartib allaqachon Kyuri
harorati T = 9 da sodir bo'ladi.
N atomli ferromagnit hajmining birligi uchun hosil bo'lgan magnit moment ,
ya'ni nolga moyil bo'lgan haroratda magnitlanish qiymatiga intiladi.

Ferromagnitning o'z- o'zidan magnitlanishining haroratga bog'liqligi
tabiati
ferromagnit tartiblash tashqi maydon bo'lmaganda sodir bo'ladi . Haroratning
oshishi bilan ferromagnitning o'z-o'zidan magnitlanishi pasayadi va berilgan
moddaning Kyuri haroratida yo'qoladi. Sxematik ravishda bu bog'liqlik rasmda
ko'rsatilgan. 7.12. Ko'rinib turibdiki, magnitlanishning pasayishi ayniqsa Kyuri
nuqtasi yaqinida keskin sodir bo'ladi, ammo bu pasayish ancha past haroratlarda
ham seziladi.
Ferromagnitlarning o'z-o'zidan magnitlanishi, keyingi bo'limda
ko'rsatilganidek, qo'shni atomlar orasidagi o'zaro ta'sirga bog'liq bo'lib, ularning
spinlarini tartibga solishga intiladi. Agar bu shovqin shunchalik kuchli bo'lsa,
barcha qo'shnilar aylanadi
bir-biriga parallel ravishda o'rnatiladi, materialning magnitlanishi maksimal
qiymatga etadi, ya'ni uzoq masofali magnit tartib paydo bo'ladi. Uzoq masofali
magnit tartibning paydo bo'lishi ham eng yaqin qo'shni atomlarning kuchli o'zaro
ta'siri, ham kristalning uzluksizligi natijasidir. Biroq, atomlarning termal
tebranishlari aylanish tartibini buzishga moyildir. Binobarin, barcha
aylanishlarning to'liq tartiblanishi bilan tavsiflangan maksimal magnitlanish faqat
mumkin bo'lgan eng past haroratda kuzatilishi kerak, ya'ni. mutlaq nolda. Aslida,
anizotropiya, (/-elektronlarning o'tkazuvchanlik elektronlari bilan o'zaro ta'siri,
panjara nuqsonlarining ta'siri va boshqalar) kabi omillarning demagnetizatsiyalash

ta'siri tufayli, hatto mutlaq nol bo'lsa ham, bunday tartibni amalga oshirib
bo'lmaydi.
Nikelning magnit sezgirligining haroratga bog'liqligi
Ko'pgina ferromagnitlar etarlicha katta magnit sezgirlikka ega va Kyuri
haroratidan yuqori . va ular uchun Kyuri- Veys qonunidan og'ish bor . Nikel uchun
harorat ortishi bilan magnit sezuvchanlikning harakati ushbu qonunga eng mos
keladi, ammo Kyuri nuqtasidan bir oz yuqoriroq haroratlarda uning magnit
sezgirligi Kyuri- Vays qonunidan chetga chiqadi.
Bu haqiqatning izohi shundaki, atomlarning issiqlik harakati spin magnit
momentlarining joylashuvidagi uzoq masofali tartibni buzsa ham, ba'zi bir spin
tartibi, garchi zaifroq bo'lsa ham, hali ham mavjud. Bu ma'lum bir atom spinlar
ko'proq yoki kamroq teng yo'naltirilgan kichik hudud bilan o'ralgan bo'lsa,
spinlarning joylashishidagi qisqa masofali tartibni ifodalaydi. Bu hodisa Kyuri
nuqtasidan yuqori haroratlarda barcha ferromagnit qattiq jismlarda mavjud
ko'rinadi.

$O'zaro ta'sir energiyasini almashish Vaysning molekulyar maydon tushunchasini kiritishi bu sohaning mohiyatini tushuntirib bermadi. Ferromagnitda spinlarning yo'nalishiga qanday kuchlar olib kelishi aniq emas edi. Bu tabiatni o'rnatish yo'lidagi birinchi qadamlardan biri Dorfman tajribasi edi . Vays pallasining magnit kelib chiqishini nazarda tutib , u bu rangparlikning kattaligini oddiygina hisoblab chiqdi. Vayss maydonining atomning magnit momenti bilan o'zaro ta'sir qilish energiyasi taxminan Kyuri haroratida atomga to'g'ri keladigan o'rtacha issiqlik energiyasiga teng bo'lishi kerak. Bu holda issiqlik energiyasi ( v = 1000 K da) Et = kvv ss 1.38 • 10 -23 • 10 3 \u003d 1.38 • Yu- 20 J. Magnit o zaro ta sir energiyasiʻ ʼ Em = = tsvBj . Poskalku /sch « 10 -23 , va Em ~ Em , keyin Veys maydonining taxminiy qiymati taxminan 10 3 T bo'lishi kerak . Tajriba quyidagilardan iborat edi: manbadan tezlashtirilgan elektronlarning tor nuri uning yuzasiga parallel ravishda doimiy magnit maydonda bo'lgan va to'yinganlik darajasiga qadar magnitlangan nozik nikel plyonkaga yo'naltirildi. Boshqa tomonda joylashgan ekranda elektron nurning izi qayd etilgan . Tajriba shartlariga muvofiq, Vays maydoni folga yuzasiga parallel va elektron tezligi vektoriga perpendikulyar yo'naltirilgan bo'lishi kerak . Agar Vayss maydoni magnit tabiatga ega bo'lsa va yuqorida keltirilgan kattalikka ega bo'lsa, u elektronlarga ta'sir qilib, ularni to'g'ri chiziqdan sezilarli darajada chetga surib qo'yishi kerak edi. Aslida, nurning egilishi juda kichik bo'lib chiqdi va taxminan 1 T olovga to'g'ri keldi. Bundan Dorfman Vayss rangi magnit bo'lmagan degan xulosaga keldi . elektrostatik o'zaro ta'sir qiluvchi elektronlar tizimining maxsus xususiyati ekanligini aniqladilar . Pauli printsipiga ko'ra , elektron spinlari to'liq kompensatsiyalanganda erkin elektron gazning minimal energiyasiga erishiladi. Frenkel va Heisenberg elektronlar o'rtasida kuchli elektrostatik o'zaro ta'sir mavjud bo'lganda, spinlarning parallel yo'nalishi bo'lgan holat, ya'ni magnitlangan holat energetik jihatdan qulay bo'lishi mumkinligini ko'rsatdi. Natijada, hosil bo'lgan o'zaro ta'sir energiyasi Kulon termini bilan birga spinlarning o'zaro yo'nalishiga bog'liq bo'lgan E 0 g atamasini o'z ichiga oladi. Bu qo'shimcha energiya Mf n va MJ$

spin momentlariga ega bo'lgan i va j turdagi atomlarning almashinish o'zaro
ta'sirining energiyasidir ":
Bu erda J energiya o'lchamiga ega bo'lgan almashinuv integralidir.
Almashinuv energiyasi (7.36) ifodasida almashinish integralining mavjudligi r va j
atomlarining elektron zaryadini taqsimlash mintaqalarining ustma-ust tushishi
bilan bog'liq. Elektrostatik kelib chiqishiga qaramay, almashinuv energiyasining
klassik analogi yo'q. Spinlar parallel bo'lgan va ular antiparallel bo'lgan hollarda
tizimning Kulon o'zaro ta'sirining energiyasidagi farqni tavsiflaydi.
Ushbu qiymatni magnit tartibni yo'q qilish uchun zarur bo'lgan issiqlik
energiyasi bilan taqqoslash orqali o'zaro ta'sir energiyasining jismoniy tabiati
haqida ba'zi fikrlarni olish mumkin. Shunday qilib, haroratda temir uchun
bo'lgan atom boshiga issiqlik energiyasiga Kyuri ( kdv ) taxminan 0,1 eV ni
tashkil qiladi. Binobarin, har bir atom uchun tartibli almashinuv o'zaro ta'sirining
energiyasi bir xil tartibda bo'lishi kerak.
J almashinuv integralining atomlararo masofaning to'liq bo'lmagan ichki
qobiq radiusiga nisbatiga bog'liqligi
Agar biz kvant bo'lmagan tartib mexanizmini qabul qilsak, masalan, E
energiya ta'sirida tartiblash , magnit momenti /o bo'lgan dipolning momenti /b
bo'lgan boshqa dipol maydonida yo'nalishini keltirib chiqaradigan bo'lsak, unda
bunday energiya bo'ladi. E munosabati bilan ifodalanadi « « //o|/b |/<2 A 3
, bu erda
r - dipollar orasidagi masofa. Bir Bor magnitoni tartibidagi magnit momentlar
uchun bu energiyani baholash qattiq jismlardagi eng yaqin qo'shni atomlar
orasidagi muvozanat masofalarida taxminan 0,001 eV qiymatini beradi. Binobarin,

dipol o'zaro ta'sirining ta'siri eksperimental ravishda kuzatilgan almashinuv
energiyasining qiymatini belgilaydigan darajadan kamida ikki daraja zaifdir.
Shunday qilib, ferromagnitizmning paydo bo'lishi uchun javobgar bo'lgan
almashinuv o'zaro ta'sirini klassik modellar yordamida tasvirlab bo'lmaydi, bu
kvant mexanik effektidir.
J almashinuv integralining qiymati atomlararo masofa d ning diametrga
nisbatiga bog'liqligi aniqlandi. lekin materiya atomining tugallanmagan ichki
elektron qobig'i. Ferromagnitlanish faqat almashinish integrali musbat ( J > 0)
bo'lgan elementlar uchun kuzatiladi, bu d/a > 1,5 uchun to'g'ri keladi. Masalan,
temir guruhining elementlaridan faqat alfa temir (o-Ee), kobalt (Co) va nikel (Ni)
ferromagnitdir. Gamma-temir (7-Fe) va bu guruhning boshqa elementlari
ferromagnetizmni ko'rsatmaydi. Biroq, ba'zi hollarda, panjara konstantasini boshqa
element bilan doping bilan o'zgartirganda, bu element (engil qo'shilgan)
ferromagnitga aylanishiga erishish mumkin. Bunday ta'sir marganetsda ( Mn ) past
konsentratsiyalarda azot bilan qo'shilganda, d/a nisbati taxminan 1,5 bo'lganda
kuzatiladi.
Bundan tashqari, ferromagnit bo'lmagan elementlar mavjud bo'lishi mumkin
bo'lgan ko'plab kimyoviy birikmalar va qotishmalar mavjud, ammo bu birikmalar
va qotishmalarning o'zlari ferromagnitlardir, masalan, Mn - Cu - Al qotishmalari
va MnSb , MnBi , CrOg , MnOEaOz va boshqalar. Bu faktlar shuni ko'rsatadiki,
moddaning kristalli tuzilishi ma'lum bir moddaning ferromagnitlarga tegishli
ekanligini aniqlaydigan omillardan biridir.

Xulosa
Paramagnit jismlarga tashqi magnit maydon ta’sir etmaganda ham atomning
magnit momenti noldan farqlidir. Tashqi magnit maydon ta’sirida atomlaming
magnit momentlari maydon yo’nalishiga oriyentatsiyalanadi. Ammo
oriyentatsiyalanishga atomlarning xaotik harakatlari qarshilik ko'rsatadi Shuning
uchun harakat ortishi bilan paramagnit m oddalarning qabul qiluvchanligi
kamayadi.
Paramanyetizm ko'rsatadigan materiallarga paramagnetik deyiladi. Ba'zi
birikmalar va ko'plab kimyoviy elementlar paramagnetikdir. Biroq, haqiqiy
paramagnetslar Curie yoki Curie-Veys qonunlariga ko'ra magnit sezuvchanlikni
namoyish etadi va keng temperaturali intervalda paramagnetizmni namoyish etadi.
Paramagnetsga misollarni miyoglobin, boshqa o'tish metall komplekslari, temir
oksidi (FeO) va kislorod (O 2 ) muvofiqlashtirish majmuasi kiradi. Titanium va
alyuminiy paramagnitik metall elementlardir.
Superparamagnets - aniq paramagnetik javobni ko'rsatadigan materiallar,
ammo mikroskopik darajada ferromagnitik yoki ferromagnitik buyurtmani
ko'rsatadi. Ushbu materiallar Curie qonuniga rioya qiladi, ammo juda katta Kuryer
konstantalariga ega. Ferrofluidlar superparamagnetsning namunasidir. Qattiq
superparamagnets mitomagnets sifatida ham tanilgan bo'lishi mumkin. AuFe
qotishmasi mitomagnetning namunasidir. Qotishma ferromagnitik biriktirilgan
klasterlar ma'lum bir harorat ostida muzlatiladi.

Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati
1. I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." I-qism. Toshkent: O’qituvchi,1973 y.
2. I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." II-qism. Toshkent: O’qituvchi,1973 y.
3. I.V.Savelyev. "Umumiy fizika kursi." III-qism. Toshkent: O’qituvchi,1973 y.
4. S.X. Astanov, M.Z. Sharipov , N.N. Dalmuradova, M.Sh.Ivayev "Fizik
kattaliklar va ularning o'lchov biriliklari" elektron o'qitish kursi EHM uchun
yaratilgan dastur. O'zbekiston Respublikasi davlat patent idorasi GUVOHNOMA
№ DGU 00975 Toshkent , 12 iyul 2005 y.
5. A.G.G’aniev, A.K.Avliyoqulov, G.A.Almardonova “Fizika” I qism Toshkent
2007 y.
6. S.X.Astanov, M.Z.Sharipov, N.N.Dalmuradova, R.V.Metanidze “Umumiy fizika
kursining elektr bo’limidan” elektron darslik.

Paramagnetiklarning elektr o‘tkazuvchanligi

Купить

Похожие документы
2001-yil sentabr voqealri va uning xalqaro munosabatlarga
1945-1990-yillarda Buyuk Britaniya
1918-1923 yillarda xalqaro munosabatlar, Versal Vashington siyetemasining tuzilishi
Ahmad al-farg‘oniy
Almashlab ekishni loyihalashtirish va joriy etish

Информация о документе

Продавец

Paramagnetiklarning elektr o‘tkazuvchanligi

Похожие документы