Դիամագնիսականություն

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 | խմբագրել կոդը]

Դիամագնիսներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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 գերհաղորդիչը իր միջից դուրս է հանում արտաքին մագնիսական դաշտի ուժագծերը)։ Գերհաղորդիչների այսպիսի վարքը հայտնի է Մեյսների էֆեկտ անվամբ։

Լանգեվինի տեսությունը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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 | խմբագրել կոդը]

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 Լև Լանդաուն^[3], այդ իսկ պատճառով մետաղների դիամագնիսականությունը ստացել է Լանդաուի դիամագնիսականություն անվանումը։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

↑ Nave, Carl L. «Magnetic Properties of Solids». Hyper Physics. Վերցված է 2008 թ․ նոյեմբերի 9–ին-ին.
↑ Д.В.Сивухин, ed. (1983). общий курс физики, том 3. электричество. издательство «наука», Москва.
↑ L.D. Landau (1930). «Diamagnetismus der metalle». Zeitschrift für Physik, vol. 64, issue 9-10.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

The Feynman Lectures on Physics Vol. II Ch. 34: The Magnetism of Matter

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 3, էջ 373)։

[hyper-1] Nave, Carl L. «Magnetic Properties of Solids». Hyper Physics. Վերցված է 2008 թ․ նոյեմբերի 9–ին-ին.

[Sivuhin-2] Д.В.Сивухин, ed. (1983). 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.

[1]

[2]

[3]