Դիամագնիսականություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Դիամագնիսականությունը (անգլ.՝ diamagnetism) այն երևույթն է, երբ նյութը մագնիսանում է արտաքին մագնիսական դաշտին հակառակ ուղղությամբ: Այն նյութերը, որոնք դրսևորում են դիամագնիսական հատկություններ ընդունված է անվանել դիամագնիսներ: Դիամագնիսներ են ազոտը, արծաթը, ջուրը, բիսմութը և այլն: Դիամագնիսականություն դիտվում է այնպիսի նյութերի մոտ, որոնց ատոմները արտաքին մագնիսական դաշտի բացակայության դեպքում չունեն մագնիսական մոմենտ: Դիամագնիսականությունն առաջին անգամ հայտնաբերվել է 1778 թվականին Սեբալդ Ջաստինուս Բրուգմանսի(անգլ.՝ Sebald Justinus Brugmans) կողմից, երբ նա նկատեց, որ բիսմութե առարկան վանվում է մագնիսական դաշտի կողմից:

Տեսություն[խմբագրել]

Դիամագնիսներ[խմբագրել]

Որոշ դիամագնիսներ[1]
Նյութ χ (× 10−5)
Ամոնիակ −26
Բիսմութ −16.6
Սնդիկ −2.9
Արծաթ −2.6
Ածխածին(ադամանդ) −2.1
Ածխածին(գրաֆիտ) −1.6
Կապար −1.8
Աղ(NaCl) −1.4
Պղինձ −1.0
Ջուր −0.91
Գերհաղորդիչ −105

Արտաքին թույլ մագնիսական դաշտերի դեպքում նյութի մագնիսացվածության I վեկտորի և մագնիսական դաշտի H լարվածության կապը տրվում է հետևյալ առնչությամբ

 \mathbf{I}= \chi\mathbf{H}

որտեղ χ հաստատունը կոչվում է տվյալ նյութի մագնիսական ընկալունակություն: Իսկ մագնիսական դաշտի լարվածության H վեկտորի և ինդուկցիայի B վեկտորի կապը թույլ մագնիսական դաշտերի դեպքում տրվում է

 \mathbf{B}= \mu\mathbf{H}

առնչությամբ, որտեղ  \mu= 1+4\pi\chi հաստատունը կոչվում է տվյալ նյութի մագնիսական թափանցելիություն: Դիմամագնիսների համար \chi<0 և \mu<1 : Աջակողմյան աղյուսակում բերված են որոշ դիամագնիսների մագնիսական ընկալունակությունների արժեքները միավորների ՍԳՎ համակարգում: Քանի որ դիամագնիսների համար \chi<0, ապա մագնիսացման հետևանքով ստեղծված մագնիսական դաշտը հակառակ է ուղղված արտաքին մագնիսական դաշտին: Մագնիսացումը ձգտում է թուլացնել մագնիսական դաշտը նյութի ներսում: Կախված մագնիսական ընկալունակության արժեքից` տարբեր նյութեր տարբեր չափով են թուլացնում նյութի ներսի դաշտը: Գերհաղորդականության վիճակում գտնվող նյութը գործնականում ամբողջությամբ չեզոքացնում է մագնիսական դաշտը(երբեմն ասում են, ու գերհաղորսիչը իր միջից դուրս է հանում արտաքին մագնիսական դաշտի ուժագծերը): Գերհաղորդիչների այսպիսի վարքը հայտնի է Մեյսների էֆեկտ անվամբ:

Լանգեվինի տեսությունը[խմբագրել]

Արտաքին թույլ մագնիսական դաշտում մագնիսական մոմենտ չունեցող ատոմը պտտվում է լարմորյան հաճախությամբ, որը որոշվում հետևյալ կերպ

 \mathbf{\omega}= \frac{e}{2mc}\mathbf{B}

որտեղ e-ը տարրական լիցքն է, m-ը էլեկտրոնի զանգվածն է, c-ը` լույսի արագությունը, իսկ B-ը մագնիսական դաշտի ինդուկցիայի վեկտորը: Բանաձևից երևում է, որ լարմորյան պտույտի անկյունային արագությունը ունի նույն ուղղությունը ինչ մագնիսական դաշտի ինդուկցիան: Սա նշանակում է, որ այդ պտույտով պայմանավորված մագնիսական մոմենտը ուղղված կլինի B-ին հակառակ(քանի որ էլեկտրոնի լիցքը բացասական է): Տարբեր ատոմների կողմից ստեղծված այսպիսի մագնիսական մոմենտները կգումարվեն և կստեղծեն արտաքին B դաշտին հակառակ ուղղված մագնիսական դաշտ: Սա դիամագնիսականության որակական բացատրությունն է` հիմնված ազատ վիճակում մագնիսական մոմենտ չունեցող ատոմների լարմորյան պտույտի վրա, որը տեղի է ունենում արտաքին հաստատուն մագնիսական դաշտի ազդեցությամբ: Քանակական մանրամասն դատողությունների արդյունքում կարելի է հանգել մագնիսացվածության վեկտորի հետևյալ արտահայտությանը[2]

 \mathbf{I}= -\frac{NZe^2}{6mc^2}<R^2>\mathbf{H}

որտեղ N-ը միավոր ծավալում ատոմների թիվն է, Z-ը` ատոմի կարգաթիվը, R-ը՝ էլեկտրոնի և ատոմի միջուկի հեռավորությունն է, իսկ <>-ով նշանակված է ներսում գրված մեծության միջին արժեքը: Քանակական այս դատողություններն առաջին անգամ արել է Լանգեվինը և դիամագնիսականության այս տեսությունը, որն, ի միջի այլոց, կիսադասական տեսություն է` հիմնված ատոմի Բորի մոդելի վրա, հաճախ անվանում են Լանգեվինի տեսություն, իսկ այսպիսի պրոցեսով պայմանավորված դիամագնիսականությունը` Լանգեվինի դիամագնիսականություն:

Լանդաուի դիամագնիսականություն[խմբագրել]

Դիամագնիսականության Լանգեվինի տեսութունը չի կարող բացատրել մետաղների դիամագնիսականությունը քանի որ մետաղներում էլեկտրոնների մի մասը(ազատ էլեկտրոնները) տեղայնացված չէ ատոմների շուրջը: Մետաղի ազատ էլեկտրոնների ամբողջությունը կարելի է դիտարկել որպես էլեկտրոնային գազ: Էլեկտրոնային գազի դիամագնիսականության տեսությունը մշակել է Լ. Դ. Լանդաուն[3], այդ իսկ պատճառով մետաղների դիամագնիսականությունը ստացել է Լանդաուի դիամագնիսականություն անվանումը:

Գրականություն[խմբագրել]

  • Д.В.Сивухин - «общий курс физики, том 3. электричество», издательство «наука», Москва 1983

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]

  1. Nave, Carl L.։ «Magnetic Properties of Solids»։ Hyper Physics։ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/tables/magprop.html։ Վերցված է 2008-11-09։ 
  2. (1983) խմբ․ Д.В.Сивухин: общий курс физики, том 3. электричество։ издательство «наука», Москва։ 
  3. L.D. Landau (1930)։ «Diamagnetismus der metalle»։ Zeitschrift für Physik, vol. 64, issue 9-10։