Diamagnetizmo prigimtis. Larmoro precesija
Žinome, kad kontūrą su srove išorinis magnetinis laukas stengiasi orientuoti taip, kad jo magnetinis momentas būtų nukreiptas magnetinio lauko kryptimi. Tada kontūro ir išorinio magnetinio lauko kryptys sutampa, t. y. laukas sustiprėja. Kodėl gi diamagnetikuose esti atvirkščiai?
 |
Panagrinėkime elektrono orbitinio judėjimo pobūdį magnetiniame lauke. Tarkime, kad kampas tarp elektrono orbitinio magnetinio momento pm ir magnetinio srauto tankio vektoriaus B lygus a (120pav.). Magnetinis laukas stengiasi taip orientuoti orbitos plokštumą, kad būtų pm||B. Tačiau dėl elektrono impulso momento tai sukelia tik orbitos precesinį judėjimą apie B kryptį, panašiai, kaip atsitinka giroskopui, kai jį veikia jėgos momentas. Tegu elektrono skriejimo orbita kampinis greitis w, o precesijos kampinis greitis W. Orbitinį magnetinį momentą veikiantis jėgos momentas pagal (5.37) ir (6.49) gali būti išreikštas taip:
(6.53)
Pagal apytikrę giroskopų teoriją, kai W<<w,
(6.54)
Iš (6.53) ir (6.54) nustatome, kad precesijos kampinis dažnis
(6.55)
Šis precesinis judėjimas sąlygoja papildomą magnetinį momentą Dpm, nukreiptą prieš išorinio magnetinio lauko kryptį, o pati precesija vadinama Larmoro (J. Larmor) precesija.
Dėl Larmoro precesijos kiekvienas atomo elektronas sukuria apskritiminę srovę, kurios kryptis dėl neigiamo elektrono krūvio susijusi su lauko magnetinio srauto tankio kryptimi pagal kairinio sraigto taisyklę. Tos apskritiminės srovės sukurtas papildomas magnetinio srauto tankis esti nukreiptas prieš išorinio magnetinio lauko kryptį. Tai ir sudaro diamagnetizmo reiškinio esmę. Be abejo, diamagnetizmas būdingas kiekvienai medžiagai. Tačiau ne visos medžiagos yra diamagnetikai, nes dažnai šį silpną reiškinį užgožia kitokie reiškiniai. Dažniausiai diamagnetikais esti tos medžiagos, kurių atomų ar molekulių pilnutiniai magnetiniai momentai lygūs nuliui.