Действие ионизирующих излучений Явление радиоактивности

Атомная физика Примеры решения задач

Одномерные задачи квантовой механики. Скачок потенциала, прямоугольная потенциальная яма. Эффект Рамзауэра. Линейный гармонический осциллятор. Учет ангармоничности. Влияние вида потенциальной кривой на расположение уровней энергии. Потенциальные барьеры. Туннельный эффект и его проявления. Периодический потенциал. Квазидискретные уровни энергии.

Ферро-, антиферро-, ферри- магнетизм

Ферромагнетизм

    К ферромагнетикам относятся такие вещества, которые обладают т.н. спонтанной намагниченностью,
т.е. М noneqv 0 при Н = 0. Среди них 9 моноатомных металлов
3d: Fe, Co, Ni
4f: Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm

и бесчисленное количество сплавов и хим. соединений.

Рис. 13.1
Рис. 13.1. Схема опыта Эйнштейна - де Гааза

    Спиновая природа ферромагнетизма - опыты Эйнштейна - де Гааза и Барнетта (1915): аномальное гиромагнитное отношение -
Mмад/Mмех = мюB/h/c = (eh//2mc)/h/ 1/2 = e/mc
{Cправка: Концепция спина - 1925г. -Дж.Уленбек (G. Ulenbeck), С. Гаудсмит (S. Goudsmit) - на основе анализа спектроскопических данных).
    Какова природа уподядочения нескомпенсированных магнитных моментов отдельных атомов?

Внутреннее молекулярное поле Вейсса (P.Weiss).

    Впервые идею о внутреннем молекулярном поле в ферромагнетике, вызывающем самопроизвольную намагниченность высказал Розинг Борис Львович (1892 г.). Вейсс аналогичную идею предложил в 1907 г. Согласно Вейссу внутренне молекулярное поле, аналогично внешнему полю Ва в парамагнетике, создает в кристалле ферромагнетика параллельную ориентацию магнитных моментов при Ва = 0.

В приближении среднего поля (mean field aproximation): BW M

BW = lambdaM,     lambda = const(T),

(13.1)

Bэфф = Ba+lambdaM.

(13.2)

В парамагнитной фазе

M = chiP(Ba + BW),

(13.3)

где chiP = С/T -закон Кюри. Отсюда:

MT = С(Ba+lambdaM), M = СBa/(T - Сlambda) и chi = M/Ba= С/(T-Сlambda).

(13.4)

Рис. 13.2
Рис. 13.2. Температурная зависимость спонтанной намагниченности при В = 0

    При Тс = Сlambda - сингулярность! - спонтанная намагниченность! chi -----> infin при Т  <  Tc, конечная намагниченность М при Ва  = 0. Температурная зависимость спонтанной намагниченности приведена на рис.13.2. для Т < Tc = Clambda.

Закон Кюри-Вейсса Наряду с классическим кулоновским взаимодействием, гамильтониан содержит чисто квантовый член, зависящий от ориентации спинов. Этот вклад обусловлен обменным взаимодействием Прямой обмен - непосредственный обмен между магнитными ионами (модель Гейзенберга).
    Сверхобмен - обмен через немагнитного атома-посредника.
    Косвенный обмен (С.П.Шубин, С.В. Вонсовский) - обмен через электроны проводимости. Характерен для РЗ-металлов. Антиферро-, ферри-магнетизм Условие ферримагнетизма Антиферромагнетик - скомпенсированный ферримагнетик Восприимчивость антиферромагнетиков ниже температуры Нееля Ферромагнитные домены Ландау и Лифшиц показали, что образование доменной структуры является следствием конкуренции нескольких вкладов в полную энергию ферромагнетика

Наведенная или ориентационная анизотропия создается искусственно с помощью особой технологии обработки исходного материала, например, при холодной прокатке, отжиге в магнитном поле или в поле внешних упругих напряжений, перекристаллизации в магнитном поле, напылении пленок в присутствии магнитного поля, напылении пленок под углом и т.п. Магнитоупругая энергия Домены отделены друг от друга границами, в которых осуществляется изменение ориентации спина. Если поворот вектора намагничения при этом не выходят из плоскости yz (см. рис 14.5а), то эти границы называют стенками Блоха. Неелевские границы Все выше рассмотренные структуры, в том числе доменная структура Ландау-Лифшица с замкнутым магнитны потоком, имеют сверу вид параллельных полос равной толщины. Данные структуры такого типа называют полосовыми доменными структурами или страйп-структурами

1. Шпольский Э.В. Атомная физика. Т.1. - М.: Наука, 1974 - 575 с. 2. Шпольский Э.В. Атомная физика Т. 2. - М.: Наука, 1974 - 447 с. 3. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Атомная и ядерная физика. Т. V, ч. 1. - М.: Наука, 1986 - 416 с. 4. Матвеев А.Н. Атомная физика. - М.: Высш. шк., 1989 - 439 с. 5. Барсуков О.А., Ельяшевич М.А. Основы атомной физики. - М.: Научн. мир, 2006 - 647 с. 6. Иродов И.Е. Квантовая физика. Основные законы. - М.: Бином, 2004 - 256 с. 7. Иродов И.Е. Задачи по квантовой физике. - М.: Высш. шк., 1991- 174 с. 8. Граков В.Е., Сокольский А.А., Стельмах Г.Ф. Лабораторный практикум по физике атома. Под ред. А.П. Клищенко. - Мн.: БГУ, 2006 - 200 с. 9. Маскевич С.А. Атомная физика. Тестовые задания. - Гродно: ГрГУ, 2006 - 238 с.
Примеры решения задач по атомной физике