магнетики

[illuminates]

Пожалуйста помогите понять физическую природу парамагнетиков.

С диамагнетиками всё вроде элементарно, работает правило Ленца, или обобщая, всемогущий принцип Ле Шателье-Брауна. Атомы "противятся" изменениям, поэтому их магнитные моменты выстраиваются против поля.
У ферромагнетиков всё то же самое просто, эта "равновесная система" более сильно выражена.

А вот для парамагнетиков не могу найти такого легкого объяснения. Пытался начать цепочку типа: принцип Ле Шателье выполняется для равновесных систем, а у парамагнетика магнитные моменты электронов уже не компенсируют друг друга, компенсация происходит уже на уровне молекул, следовательно такую систему нельзя назвать равновесной, следовательно она "поддаётся" внешнему воздействию, т е моменты выстраиваются по полю т к в общем не являются целостной системой.
Можно ли так рассуждать? моё объяснение парамагнетизма мне честно сказать не сильно нравится.

и еще вопрос для кучи: антиферромагнетики относятся к сильномагнитным веществам как и ферромагнетики?

[Comanchero]

Природа парамагнетизма - наличие спиновых магнитных моментов электронных оболочек и ядра. Более подробно Вы можете изучить это явления в курсе ФТТ.

[Munin]

illuminates в сообщении #653749 писал(а):

всемогущий принцип Ле Шателье-Брауна

На самом деле, нет в природе такого принципа. А там, где его люди себе воображают, он ничего не объясняет. В природе существуют нелинейности разных знаков, так что этому "принципу" подчиняется не больше половины природных явлений... Ссылаться на него - примерно то же, что заниматься нумерологией.

А объяснения в физике бывают только одного сорта: через детальный механизм возникновения закономерности. Что такое диамагнетизм, парамагнетизм, диамагнетизм металлов, ферро-, антиферро- и ферримагнетизм, подробно описано, хотя бы в той же англоязычной Википедии.

[illuminates]

а всё таки "В парамагнетизме, диполи не взаимодействуют друг с другом и ориентированы случайным образом в отсутствии внешнего поля " это написанное в англоязычной версии т е. подтвержлается то что диамагнетик не является равновесной системой

[Munin]

С чего вы взяли? (даже делая скидку на опечатку между парамагнетиком и диамагнетиком) Разупорядоченность - не означает неравновесности. Высыпьте тонну иголок на пол. Они будут повёрнуты в разные стороны, и что?

[illuminates]

Munin

наверное все дело что я не сильно понимаю самые основы в этом деле, а именно поведение моментов атомов.

если вас не затруднит, то давайте с начала.

1) диамагнетик -это в-во у которого магнитные моменты атомов в отсутствии поля компенсируют друг друга. антипараллельность магнитных моментов при включении поля, а точнее прецессионное движение, объясняется по правилу Ленца
2) парамагнетик - магнитные моменты атомов когда поля нет не компенсируют друг друга. при этом магнитные моменты молекул компенсируют друг друга . а как дальше можно продолжить рассуждения я читал литературу, но так и не нашел понимания

[Munin]

illuminates в сообщении #654186 писал(а):

1) диамагнетик -это в-во у которого магнитные моменты атомов в отсутствии поля компенсируют друг друга.

Нет, они просто нулевые. Дальше про прецессионное движение верно - но это магнитные моменты, возникающие при включении поля.

illuminates в сообщении #654186 писал(а):

2) парамагнетик - магнитные моменты атомов когда поля нет не компенсируют друг друга. при этом магнитные моменты молекул компенсируют друг друга

Парамагнетик - это вещество, у которого есть магнитные моменты (неважно чего: атомов, молекул, электронов, квазичастиц каких-нибудь, например, дырок), и в отсутствие поля они ориентированы так, что компенсируют друг друга. А при наложении внешнего поля, они (частично) разворачиваются по полю.

[illuminates]

Munin
спасибо. с этим делом стало ясно. теперь осталось понять, почему у диамагнетика моменты орентируются по полю, а у парамагнетика против поля. Или это какой нибудь там квантомеханический эффект который понять нельзя обычным подходом?

[Munin]

Ну, про диамагнетик вы поняли, а парамагнетик ещё проще :-)

[illuminates]

Munin


хоть убейте, ну не понимаю я механизма парамагнетизма(

[Munin]

Хорошо, а про диэлектрики вы что знаете?

[illuminates]

Munin
если поля нет нет, то и моментов нет, орентируются по правилу Ленца

[rotozeev]

illuminates в сообщении #654692 писал(а):

Munin


хоть убейте, ну не понимаю я механизма парамагнетизма(

Так мне кажется, что понять парамагнетизм очень просто. Энергия магнитного момента $\bold{M}$ в магнитном поле $\bold{H}$ пропорциональна скалярному произведению этих векторов: $E = - \bold{MH}$. Из-за минуса, момент для минимизации энергии хочет выстроится по полю. Если таких моментов много и они выстраиваются по полю для минимизации энергии - возникает намагниченность. Температура не дает моментам быть все время направленными по полю. В вырожденной системе, когда магнитные моменты - спины электронов в металле, тоже все просто. Температура тут уже не играет особой роли, но важным является квантовомеханический принцип Паули, запрещающий всем электронам иметь одно состояние. Поэтому при перевороте спина по полю (уменьшение потенциальной энергии, электрон должен увеличить свою кинетическую энергию чтобы стать в свободное, не запрещенное принципом Паули состояние). Поэтому в магнитной восприимчивости Паули присутствует такая величина как плотность электронных состояний (число состояний на единицу энергии в единице объема).

[illuminates]

наконец разобрался. нужно было на секунду забыть о принципе Ле Шателье, и вспомнить принцип минимизации энергии

-- 08.12.2012, 08:57 --

и знаете что самое удивительное? все какие-то партизаны, никто об этом не говорит. в интернете если поискать про минимизацию энергии, то первым высветится эта тема)

[Munin]

Потому что в физике эти выдумки 19 века на самом деле не работают, а являются приближениями и частными случаями настоящих принципов.