關(guān)于經(jīng)典磁化率模型的完整表示與推廣(文件)
【正文】 Langevin認為：抗磁體分子中各電子軌道運動所產(chǎn)生的磁矩互相抵消，即抗磁體分子的固有磁矩為 0，但其中每個電子的軌道運動仍產(chǎn)生磁矩。關(guān)于經(jīng)典磁化率模型的完整表示與推廣 物理二班 張中揚 PB03206013 內(nèi)容摘要 一 ﹑ 問題的提出 二 ﹑ 磁化率的經(jīng)典模型 ⒈抗磁物質(zhì) ⒉順磁物質(zhì) 三 ﹑ 磁化率的精確計算 ⒈抗磁物質(zhì) ⒉順磁物質(zhì) 四 ﹑ 磁化率模型的推廣－－關(guān)于電介質(zhì)的極化率 ⒈電介質(zhì)的位移極化 ⒉電介質(zhì)的取向極化 問題的提出 習慣上人們根據(jù)物質(zhì)磁性的強弱和特征 ， 把物質(zhì)分成抗磁體 ， 順磁體和強磁體三類 ， 下面主要討論抗磁體與順磁體 。設(shè)電子運動的等效電流為 i，則： 是電子運動的角速度， e為電量，設(shè)電子軌道圍成面積為 S， 則電子軌道運動的磁矩為： S =π r2 r為軌道半徑 ① 在外磁場 中，該電子受到力矩： ② 在 作用下，電子軌道面將繞 進動，由于外磁場的洛侖茲力遠小于分子內(nèi)的庫侖力，以至進動角速度 Ω 將運小于 W，因而存在下述近似關(guān)系： me為電子質(zhì)量 ③ 將①式和②式代入上式可得： ④ B 2ie???? 2emS???? ? 22erm ?? ? ?BLL m B??L B 2er ?? ? ?2 ee Bm??? 即電子的進動角度總是與外磁場相同 ， 電子的進動將引入附加磁矩 ， 下面計算附加磁矩的統(tǒng)計平均值： 設(shè)電子以均等的取向機會沿半徑為 r的球面分布 ， 形式一均勻球面電荷面密度： 各種軌道取向的電子以 Ω 進動的平均效應(yīng)相當于上述球 面電荷以 Ω 自轉(zhuǎn) ， 其磁矩為： （ 參考 《 電磁學 》 高等教育出版社 ， 習題 516） 設(shè)單位體積中分子數(shù)為 n0，一個分子中有 Z個電子，則： —————— 抗磁性物質(zhì)磁化率 24er? ??? 2 2 236 ee r e rmBm? ? ? ? ?22220 0 00 66eeZ n e r Z n e rM n m B Hmm?? ? ? ? ?2211 ziirrZ ????????? 22006m en e ZXrm??? Langevin的順磁性經(jīng)典理論： Langevin認為：順磁體分子中各電子軌道運動所產(chǎn)生的磁矩之和不為零，即順磁體分子具有有限的固有磁矩，不加外磁場時，由于分子熱運動各分子磁矩取向無規(guī)則，互相抵消宏觀磁矩為 0，在外磁場中，分子將在磁力矩 作用下出現(xiàn) 順著外場方向排列的趨勢，產(chǎn)生與外場方向一致的磁化強度，即順磁效應(yīng)。 dψ ,B?LMiir?? ? ?? ( ) ( )22i i i i ieer r r?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 2 ()2i i i iem r r r ?? ? ? ? ? ?2ix i x i iem m e x z?? ? ? ?
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