1.2电子的自旋磁矩与自旋角动量有什么关系?p 实验证明:电子的自旋磁矩与氢原子的 基态的磁矩差不多=928×1024Am2 电子自旋磁距与自旋 角动量S的关系为 S(15.lb) 原子核也有自旋,但是因为核的质量远大于 电子质量,所以核自旋磁矩很小可忽略不计 12.3什么是分子磁矩和分子电流? 整个分子可看作一个整该磁矩可看做 体分子内各电子的轨道磁由某个环形电 矩与自旋磁矩的矢量和称流产生的称为 为分子磁矩用Dn表示 分子电流 在无外磁场时,分子所具有的磁矩称为固有磁距 研究表明:顺磁质分子存在固有磁矩抗磁质 分子的固有磁矩为零,铁磁质的情况比较复杂
1.2.2电子的自旋磁矩与自旋角动量有什么关系? 实验证明:电子的自旋磁矩与氢原子的 基态的磁矩差不多μs=9.28×10-24A·m2. S s e m 电子自旋磁距 μ = − S (15.1b) μs与自旋 角动量S的关系为 原子核也有自旋,但是因为核的质量远大于 电子质量,所以核自旋磁矩很小,可忽略不计. μS - 1.2.3 什么是分子磁矩和分子电流? 整个分子可看作一个整 体 分子内各电子的轨道磁 该磁矩可看做 由某个环形电 + ,分子内各电子的轨道磁 矩与自旋磁矩的矢量和称 为分子磁矩 用p 表示 由某个环形电 流产生的,称为 分子电流 - - 为分子磁矩,用pm表示. 分子电流. 在无外磁场时,分子所具有的磁矩称为固有磁距. pm 研究表明 顺磁质分子存在固有磁矩 抗磁质 I : ,抗磁质 分子的固有磁矩为零,铁磁质的情况比较复杂
131顺磁质是怎么磁化的什么是磁化电流? 当无外磁场时,由于热运动顺磁质4丹4/ 中各分子磁矩的取向是混乱的在顺磁b中区 质中任一个小体积内部磁矩的矢量和中次 为零,即∑pnm=0,磁介质对外不显磁性 加上外磁场后介质中各分子磁矩在 定程度上沿外场方向排列∑2n40介9B 质在宏观上显出磁性 (-+99B 设圆柱形磁介质沿轴线方向在底面任一点附近, 均匀磁化各分子电流的磁矩方分子电流方向相反, 向都沿着圆柱体的轴线方向.从而相互抵消 但在侧面上,分子电流都沿侧面圆周同 一绕行方向其宏观效果相当于环形的两者截 表面电流称为磁化电流束缚电流然不同 注意磁化电流是磁介质磁化后,未被抵消的分子电流在宏观表 现;而传导电流则是导体中自由电荷在电场作用下的定向运动
1.3.1 顺磁质是怎么磁化的 ?什么是磁化电流？ 当无外磁场时,由于热运动,顺磁质 中各分子磁矩的取向是混乱的,在顺磁 质中任一个小体积,内部磁矩的矢量和 加上外磁场后,介质中各分子磁矩在 为零,即 Σp m=0,磁介质对外不显磁性. 一定程度上沿外场方向排列,Σp m ≠ 0,介 质在宏观上显出磁性. B B' 设圆柱形磁介质沿轴线方向 均匀磁化,各分子电流的磁矩方 向都沿着圆柱体的轴线方向 在底面任一点附近, 分子电流方向相反, 从而相互抵消 Im 向都沿着圆柱体的轴线方向. . 但在侧面上,分子电流都沿侧面圆周同 绕行方向 其宏观效果相当于环形的 两者截 注意 磁化电流是磁介质磁化后 未被抵消的分子电流在宏观表 一绕行方向,其宏观效果相当于环形的 表面电流,称为磁化电流 (束缚电流): Im. 两者截 然不同. 注意:磁化电流是磁介质磁化后,未被抵消的分子电流在宏观表 现;而传导电流则是导体中自由电荷在电场作用下的定向运动
132抗磁质的来源是什么? 在抗磁质中每个原加上外磁场B后,根据楞次定律,感应电流 子或分子中所有电子由于电磁感应效所产生的磁场总是反抗 的磁矩和自旋磁矩的应在分子内部会外磁场的变化因而与外 矢量和等于零. 产生感应电流。磁场的方向相反 这就是抗磁与分子内部的感应电流对应 性的来源.的磁矩称为附加磁矩△ 设外磁场B的方向与某电子轨道平面垂 直当外场由零增加到B的过程中可以 证明:电子绕核运动获得的附加磁矩为 °4m“与外场B的方向4、 =-2r2B.负号表示附加磁矩Apn 6m B:(153) 由于电子轨道平面的方向在空间是任意分布的,可以证明: 在外磁场中,原子中一个电子获得的平均附加磁矩如上 在T的强磁场中,Apn的数值约为电子轨道磁矩的10 顺磁性物质由于比抗磁性强得多,因而表现为顺磁性
在抗磁质中,每个原 1.3.2 抗磁质的来源是什么 ? 在抗磁质中,每个原 加上外磁场 B 后, 根据楞次定 律,感应电流 子或分子中所有电子 的磁矩和自旋磁矩的 矢量和等于零 律, 所产生的磁场总是反抗 外磁场的变化,因而与外 磁场的方向相反 加上外磁场 B z 后, 由于电磁感应效 应,在分子内部会 矢量和等于零. 磁场的方向相反. 这就是抗磁 性的来源 产生感应电流. 与分子内部的感应电流对应 的磁矩称为附加磁矩 Δ 性的来源 B . 设外磁场 B z的方向与某电子轨道平面垂 直 当外场由零增加到 B 的过程中 可以 的磁矩称为附加磁矩 Δp m. B e - v r 直 Δp ,当外场由零增加到 B z的过程中,可以 证明:电子绕核运动获得的附加磁矩为 负号表示附加磁矩 Δp m 2 e 2 2 负号表示附加磁矩 Δp m 与外场 B的方向相反. 由于电子轨道平面的方向在空间是任意分布的 可以证明 2 m 2 4 z e e p rB m Δ =− 2 2 m 2 6 z e e r p B m Δ =− (15.3) 由于电子轨道平面的方向在空间是任意分布的,可以证明: 在外磁场中,原子中一个电子获得的平均附加磁矩如上. 在1T的强磁场中 Δp 的数值约为电子轨道磁矩的1/10 在 5 1T的强磁场中,Δp m的数值约为电子轨道磁矩的1/10 5. 顺磁性物质由于比抗磁性强得多,因而表现为顺磁性