Магнитное поле, взаимодействие с веществом

Ферромагнетизм — такое магнитное состояние кристаллического вещества, при котором магнитные моменты всей совокупности электронов имеют параллельную ориентацию независимо от наличия внешнего магнитного поля, Если в отсутствие внешнего магнитного поля намагниченность парамагнитного вещества равна нулю, то у ферромагнетиков (и антиферромагнетиков) она имеет высокое положительное значение. Постоянная намагниченность ферромагнетиков вызвана сильным взаимодействием атомов или ионов кристаллической решетки, приводящим к образованию областей, так называемых доменов, с параллельно ориентированными магнитными моментами. [c.194]

Метод ЭПР основан на эффекте Зеемана и открыт в 1944 г. Е. К. Завойским. В этом методе рассматривается расщепление энергетических уровней, возникающих в результате воздействия магнитного поля на вещество, содержащее атомы с неспаренными электронами (точнее — электроны с нескомпенсированным магнитным моментом). Если такое вещество поместить в магнитное поле и подвергнуть воздействию переменного электромагнитного поля перпендикулярно статическому, то при определенных частотах происходит резонансное поглощение энергии образцом. Энергия взаимодействия неспаренных электронов с полем равна [c.60]

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) основана на взаимодействии электромагнитного излучения с энергией 10 — 10 эВ с помещенным в постоянное магнитное поле веществом, содержащим атомы элементов, ядра которых обладают спином =4 . Такими ядрами являются ядра атомов водорода Н, углерода ЧЗ, фтора Р, фосфора и некоторых других элементов с нечетным массовым числом. Наибольшее распространение получила спектро- [c.283]

Опытами установлено, что одноименные магнитные полюсы магнита отталкиваются друг от друга, а разноименные притягиваются. До создания теории магнитного поля взаимодействие полюсов магнита объясняли наличием особого вещества - магнетизма. В дальнейщем, с развитием науки, было доказано, что магнетизма как некоторого вещества не существует. Источником магнитных полей являются электрические токи. Поэтому при делении постоянного магнита на части в каждой из них элементарные токи вновь создают результирующее магнитное поле, характерное для обычного магнита. В природе нет магнитных масс как некоторого магнитного вещества, а поэтому они являются фиктивными массами, существующими условно. Магнитную массу (или магнитный заряд) рассматривают только как некоторую математическую величину, не имеющую физического содержания. [c.237]

Магнитными свойствами называют способность веществ взаимодействовать с внешним магнитным полем. Диамагнитными веществами называются такие, которые не имеют собственного магнитного момента, но их намагниченность под влиянием внешнего поля имеет направленность, противоположную полю. У парамагнитных веществ намагниченность направлена параллельно внешнему полю. Ферромагнитными веществами называются такие, которые обладают собственным магнитным моментом в отсутствие внешнего магнитного поля. [c.101]

По характеру взаимодействия с внешним магнитным полем различают парамагнитные и диамагнитные вещества. Парамагнитные вещества втягиваются в магнитное поле, а диамагнитные — слабо выталкиваются из него. [c.204]

Релаксация к равновесию за счет взаимодействия с решеткой осуществляется в основном посредством возникновения локальных флуктуирующих магнитных полей в веществе. Эти поля и индуцируют обратные вызванным возмущениям переходы между уровнями и способствуют установлению равновесия. Такие флуктуирующие поля могут возникать от движения другого протона в той же самой молекуле Н2О, а также от движения протона в соседних молекулах. Кроме того, если молекула вращается, то возникает флуктуирующее магнитное поле от вращения зарядов. [c.147]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

Магнитная резонансная спектроскопия связана с наблюдением взаимодействия между осциллирующим магнитным полем и веществом. Такое взаимодействие приводит к переходу между энергетическими уровнями магнитных диполей, а вырожденность этих уровней обычно снимается путем наложения внешнего стационарного магнитного поля. [c.224]

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА — способность вещества взаимодействовать с внешним магнитным полем. В более узком смысле М. с. называют способность вещества создавать собственное магнитное поле самостоятельно или под действием внешнего магнитного поля. Количественной мерой этой способности вещества служит векторная величина — магнитный момент, или намагниченность. У большинства веществ в отсутствии внешнего магнитного поля отсутствует намагниченность. Намагниченность определяют для 1 г, 1 моля или 1 см вещества. У большинства веществ намагниченность прямо пропорциональна [c.151]

Явления, наблюдаемые при взаимодействии внешнего магнитного поля с веществом, можно разделить на четыре класса диа.магнетизм (у<1), парамагнетизм (7>1), ферромагнетизм (7>1) и антиферромагнетизм. [c.279]

Способность взаимодействовать с внешним магнитным полем характерна для всех веществ, поскольку движение заряженных частиц, составляющих атом, также создает магнитное поле. Количественной мерой внешнего магнитного поля служит напряженность Н. Одной из основных количественных характеристик магнитных свойств вещества является его намагниченность а. Намагниченность 1 г вещества обозначают символом От, 1 моль —ом и 1 см — av. [c.189]

Естественная ширина спектральной линии обратно пропорциональна среднему времени жизни возбужденного состояния. Узкие резонансные линии наблюдаются для долгоживущих, а широкие линии — для короткоживущих возбужденных состояний. На ширину спектральных линий влияют и спин-решеточные, и спин-спиновые релаксационные процессы. Суммарное магнитное поле, взаимодействующее с прецессирующим ядром, является суммой постоянного внешнего поля и локальных полей решетки. У твердых веществ и вязких жидкостей движения молекул ограничены разночастотная компонента флуктуирующего локального поля имеет очень малую интенсивность. Поэтому большинство твердых веществ и вязких жидкостей имеют большие времена спин-решеточных релаксаций. С другой стороны, величина локального поля в твердых веществах и очень вязких жидкостях чрезвычайно велика это приводит к размытию резонансных условий, т. е. ограничивает время возбужденного состояния время спин-спиновой релаксации, таким образом,очень мало. Поэтому твердые вещества и вязкие жидкости имеют широкие резонансные линии. [c.72]

В основе биологического детектора, способного реагировать на направление и (или) величину геомагнитного поля, должен лежать один из известных механизмов взаимодействия магнитного поля с веществом. Однако эти взаимодействия в случае полей, близких по величине к геомагнитному, относительно слабы, поэтому многие попытки построить гипотетический механизм, ответственный за чувствительность птиц к магнитному полю Земли, оказались тщетными. Например, взаимодействие диа- и парамагнетиков с геомагнитным полем слишком слабо, чтобы противостоять тепловым флуктуациям. Относительно недавно был предложен новый механизм магниторецепции, в основе которого лежит излучение поляризованного света молекулами, находящимися в триплетном состоянии, под действием магнитного поля. Однако серьезным недостатком такого механизма является крайне малая вероятность существования молекул с достаточно слабым рас- [c.261]

Метод ЯМР позволяет наблюдать ядра, обладающие магнитным моментом преимущественно со спином /2. Поглощаемые частоты, характерные для таких ядер и в сильных магнитных полях, лежат в области от 1 до 100 Мгц и очепь чувствительны к внутримолекулярным и межмолекулярным взаимодействиям. Хотя этот метод с точки зрения концентрации и не так чувствителен, как ЭПР, по он дает возможность измерять наличие небольших концентраций промежуточных продуктов, находящихся в равновесии с большим числом веществ [53]. [c.99]

Наряду с методами оптической спектроскопии для исследования органических соединений широко используется метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Ядерный магнитный резонанс — избирательное взаимодействие магнитной компоненты радиочастотного электромагнитного поля с системой ядерных магнитных моментов вещества. Это явление наблюдается в постоянном магнитном поле напряженностью Но, на которое накладывается радиочастотное поле напряженностью Я , перпендикулярное Но- Для диамагнитных веществ, у которых спин атомных ядер равен 1/2 ( И, С, Р и др.), в постоянном [c.283]

В высококачественных приборах при изучении полимеров неоднородностью внешнего магнитного поля можно пренебречь по сравнению с локальным полем, создаваемым соседними магнитными моментами ядер. Энергия взаимодействия магнитных моментов разных ядер зависит от их взаимной ориентации и расстояния между ними, поэтому локальное поле определяется строением вещества. Так как энергия магнитного взаимодействия убывает пропорционально 6-й степени расстояния, локальное поле определяется в основном ближайшим окружением. [c.214]

Спины электронов, находящихся на одной атомной или молекулярной орбитали, суммируются и взаимно компенсируются. Поэтому валентно-насыщенные частицы не обладают магнитным моментом, обусловленным спином электронов. Тем не менее они взаимодействуют с магнитным полем, хотя и существенно слабее, чем парамагнитные частицы. Это взаимодействие обусловлено действием внешнего магнитного поля на электронные оболочки, т. е. на движущиеся электрические заряды. В результате действий магнитного поля движение электронов искажается, возникает некоторая намагниченность, пропорциональная напряженности приложенного поля и направленная навстречу полю. Тем самым внешнее поле как бы ослабляется. В частности, это приводит к некоторому выталкиванию вещества из магнитного поля, т, е, этим эффектом обусловлен диамагнетизм веществ, построенных из валентно-насыщенных частиц. Естественно, что диамагнетизм присущ и парамагнитным частицам, поскольку они практически всегда наряду с неспаренными электронами имеют и спаренные электроны. Однако в связи с тем что диамагнитные эффекты существенно слабее парамагнитных, в целом частицы не слишком большого размера, обладающие собственным магнитным моментом электронной природы, проявляют парамагнитные свойства. [c.91]

В отличие от парамагнитных веществ, в которых магнитные моменты атомов, имеющих неспаренные электроны, не связаны между собой, в ферро- и антиферромагнитных веществах такие носители нескомпенсированных магнитных моментов взаимодействуют друг с другом, осуществляя взаимную ориентацию. Измеряя намагниченность а данных веществ в сильных магнитных полях, можно определять эффективные магнитные моменты, которые характеризуют валентность обладателей этих моментов. Обычно это проводят при различных температурах и напряженностях магнитного поля Н. Экстраполируя а на температуру абсолютного нуля (Т- О) и на нулевое значение величины, обратной напряженности находят предельное Онред, а из него — эффективное значение магнитного момента по соотношению [c.201]

Взаимодействие с магнитным полем дает возможность устанавливать магнитную проницаемость вещества, обнаруживать наличие свободных неспаренных электронов методом электронного парамагнитного резонанса, наконец, ядерный магнитный резонанс открыл путь к исследованию спиновых взаимодействий ядер это дало в руки химиков мощный метод установления тонкого строения соединений. [c.22]

Для контроля качества разнообразных по форме, свойствам и назначению материалов и юделий используются различные физические явления, возникающие при взаимодействии полей, излучений и веществ с контролируемыми объектами. Согласно ГОСТ 18353-79 в зависимости от используемых физических явлений различают девять видов неразрушаюшего контроля акустический, вихретоковый, магнитный, оптический, проникающих веществ, радиационный, радиоволновый, тепловой и электрический. На предприятиях нефтехимии и нефтепереработки, где в основном используется крупногабаритное оборудование, изготовленное из различных марок сталей, перспективным является применение современных вы-сокопроизводргтеяьных магнитных и вихретоковых методов неразрушающего контроля, основанных на анализе взаимодействия электромагнитного поля с объектом контроля. [c.97]

Электростатическая модель оказалась также совершенно непригодной для объяснения магнитных свойств комплексных соединений. Исследование магнитных свойств вещества позволяет определить число неспаренных электронов. Вещества, имеющие неспаренные электроны, парамагнитны, молекулы втягиваются в неоднородное магнитное поле. Если все электроны спарены, вещество диамагнитно, т. е. молекулы выталкиваются из магнитного поля (однако значительно слабее, чем молекулы парамагнитных веществ притягиваются). Кроме того, известны ферромагнитные материалы, например железо, которые вследствие одинаковой ориентации большого числа спинов неспаренных электронов взаимодействуют с магнитным полем (втягиваются) значительно сильнее парамагнитных. [c.128]

Мерой магнитных свойств вещества служит магнитная восприимчивость k l, характеризующая отношение исследуемых объектов к магнитному полю. Веа1ества с отрицательной восприимчивостью, т. е. такие, которые оказывают большее сопротивление магнитным силовым линиям, чем вакуум, называются диамагнитными вещества с положительной восприимчивостью, т. е. хорошо проводящие магнитные силовые линии, называются парамагнитными вещества с особо высокой восприимчивостью, например железо, называются ферромагнитными. Помешенные между полюсами сильного магнита диамагнетики ориентируются перпендикулярно, а парамагнетики — вдоль силовых линий. Это означает, что в диамагнитной среде полюсы магнита взаимодействуют сильнее, чем в пустоте, а в парамагнитной — слабее. [c.58]

Наличие или отсутствие у молекул результирующего магнитного момента легко может быть определено по взаимодействию вещества с неоднородным магнитным полем. Если молекулы вещества обладают магнитным моментом, то вещество является парамагнитным, оно втягивается в магнитное поле при отсутствии у молекул магнитного момента вещество диамагнитно, оно выталкивается из магнитного поля. По силе взаимодействия вещества с магнитным полем может быть определен результирующий магнитный момент молекул. [c.298]

Жидкокристаллические растворители относятся к особому типу веществ и обладают рядом удивительных свойств. В веществе, которое находится в жидкокристаллическом состоянии, существует высокая степень дальнего порядка. Конечно, это не твердые вещества, но время от времени в жидкокристаллической фазе возникают области упорядоченности молекул. Это не случайно длинным молекулам выгоднее расположиться в одну линию. Они располагаются пучками и одновременно захватывают растворенные вещества, ориентируя их вдоль этих пучков. Конечно, эти образования очень быстро разрушаются и возникают в другом месте. Под действием внешних факторов, таких как электрическое и магнитное поля, может образоваться более устойчивая структура с дальним порядком. Если поместить жидкокристаллическое вещество в межполюсный зазор включенного ЯМР-спектрометра, то молекулы, образующие это вещество, будут располагаться более или менее упорядоченно. Они будут ориентированы магнитным полем. И вместе с собой они сориентируют растворенные молекулы. К чему это приведет Из теории спин-спинового взаимодействия известно, что прямое спин-спиновое взаимодействие в жидкостях не наблюдается, из-за усреднения до нуля тепловыми движениями. Его можно наблюдать только в кристаллическом состоянии. В жидкокристаллическом растворителе молекулы растворенного в нем вещества будут иметь некоторые предпочтительные ориентации в магнитном поле. В этом случае начинают проявляться прямые спин-спиновые взаимодействия. В молекуле бензола шесть протонов. Все они начинают взаимодействовать между собой и будет получаться картина, отвечающая сложному спин-спиновому взаимодействию. Спектр, получающийся при [c.113]

Если читатель не специалист по приборостроению, задача может показаться не вполне понятной. Но суть дела проста. В магнитном поле расположена легкая рамка, от малейшего сотрясения она колеблется — с этим надо бороться. Соль задачи — во множестве ограничений нельзя усложнять прибор, нельзя утяжелять рамку, нельзя применять жидкостное и магнитоиндукционное демпфирование... Дана невепольная система есть вещество (рамка) и магнитное поле, не взаимодействующие между собой. Ответ очевиден. Надо привязать к рамке второе вещество, которое будет взаимодействовать с магнитным полем. Такое вещество — движущиеся заряды. На боковые поверхности рамки наносят электрет при колебаниях, т. е. при движении рамки в магнитном поле, позникает сила Лоренца, пропорциональная скорости перемещения зарядов и гасящая колебания (а. с. 481844). [c.114]

В атомах и молекулах каждый электрон в процессе своего орбитального и спинового движения создает магнитное поле и характеризуется жагныгньш жоленгож = (/71,+1), где — множитель Ланде, характеризующий относительную величину зее-мановского расщепления уровнен энергии атома цв —магнетон Бора nil — магнитное квантовое число. У двух электронов, находящихся на одной орбитали, эти моменты скомпенсированы, поэтому атомы и молекулы, не имеющие неспаренных электронов, не обладают собственными магнитными моментами. Однако и такие атомы и молекулы, попадая во внешнее магнитное поле, взаимодействуют с ним (выталкиваются из него). Этот вид взаимодействия вещества с магнитным полем получил название диамагнетизма. Важной особенностью диамагнетизма является независимость от температуры. [c.190]

Явления, наблюдаемые при взаимодействии внешнего магнитного поля с веществом. можно разделить на гетыре класса диамагнетизм (у<1). парамагнетизм (у>1). ферромагнетизм (у 5>1) и антиферромагнетизм. Нас будет интересовать поведение только Диамагнитных и парамагнитных веществ. [c.300]

Возможность наблюдения ядерного магнитного разонанса основана на поглощении или испускании энергии при переходах ядра между различными спиновыми уровнями (зеемановские уровни). Атомное ядро можно представить в виде сплошного шара, содержащего электрически заряженные частицы, которые совершают орбитальное движение. Вращение заряженных частиц индуцирует магнитный момент ядра, и ядро в результате может взаимодействовать с внешним магнитным полем. Если вещество, содержащее атомное ядро с магнитным моментом х и ядерным спином /, поместить в однородное магнитное поле Я, то оно займет один из (2/ -Ь 1) зеемановских уровней. Различия локальных магнитных полей, магнитных моментов и ядерных спинов влияют на положение этих уровней и, следовательно, на спектр ЯМР. [c.456]

Для освобождения примерзшей лыжи нужен прежде всего запас энергии. Составим список разных источников энергии, не предопределяя заранее, годится он или не годится электроаккумуляторы, взрывчатые вещества, горючие вещества, химические реактивы гравитационные устройства, механические устройспа, (например, пружинные), пневмо- и гидроаккумулято, ы, биоаккумуляторы (человек, животные), внешняя среда (ветер, волна, солнце). Это — первая ось таблиц,т1. Далее запишем возможные формы воздействия на лыжи и лед механическое ударное воздействие, вибрация, ультразвуковые колебания, встряхивание проводника при прохождении тока, взаимодействующего с магнитным полем, световое излучение, тепловое излучение, непосредственный нагрев, обдув горячим газом или жидкостью, электроразряд. Это — вторая ось. Если теперь построить таб- [c.20]

Было вещество В, которое плохо поддавалось непосредственному воздействию. Прищлось пойти в обход взяли хорошо взаимодействующую пару магнитное поле — ферропорошок и объединили с имеющимся веществом в единую систему. Видно и противоречие, спрятанное в условиях задачи поле не должно действовать на В (нет подходящих полей) и должно действовать на В (чтобы управлять им). [c.75]

Однако при а/г > 6,6 энергия обменного взаимодействия настолько мала, что практически Гфи сколь угодно низких температурах эта энергия меньше энергии тепловых колебаний атомов, поэтому магнитные моменты атомов располагаются с равной вероятностью по всем возможным направлениям (рисунок 1.3.4, а), и результирующий магнитный момент равен нулю. Такие вещества называются парамагнитными (х 10 ... 10 . Если па-рамагншное вещество внести в магнитное поле, то появляется преимущественная ориентирювка магнитных моментов атомов вдоль направления поля и вследствие этого некоторый результирующий положительный маг- [c.22]

Как уже отмечалось, под действием сил обменного взаимодействия даже при отсутствии внепшего магнитного поля спиновые магнитные моменты атомов ферромагнитного вещества выстраиваются в одном направлении. Направление самопроизвольной намагниченности определяется строением кристаллической рещетки ферромагнитного материала или сплава. [c.27]

Радиоспектроскопия уто со1 <)купность методов исследования состава, строения и реакционной способности веществ, которые основаны на явлениях резонансного поглоп ения или испускания энергии радиочастотного электр0магнитн010 поля. В магнитной радиоспектроскопии регистрируют поглощение магнитной компоненты поля, обусловленное переходами между уровнями энергии, которые возникают при взаимодействии магнитных моментов электронов или ядер с внешним постоянным магнитным полем. [c.248]

Явление ЭПР обусловлено магнитными свойствами электрона. Электрон имеет собственный спин 5 и соответствующий ему магнитный момент Ця. При помещении вещества в постоянное магнитное поле Н магнитный момент неспаренного электрона взаимодействует с полем. Проекция спина 5 на направление магнитного поля может принимать два значения —1/2 (по направлению поля) и + 1/2 (против направления поля). Соответственно у электрона в магнитном поле появятся два энергетических уровня, т. е. произой-,дет расщепление исходного уровня Ео на и 2 (рис. 8.10, б) с разностью энергии [c.203]

Вещества, которые в силу электронного строения атома не могут быть пара-, ферро-, антиферро- или ферримагнетиками, являются диамагнетиками. Только диамагнетизм появляется в том случае, если все электроны системы спарены и приложено внешнее магнитное поле. Таким образом, диамагнетизм является результатом взаимодействия приложенного магнитного поля с индуцированным полем атома. Это индуцированное поле обязательно должно быть противоположно направлено приложенному полю. В результате взаимодействия полей диамагнитный образец выталкивается из приложенного поля, и взаимодействие полей уменьшается. Следовательно, диамагнитная восприимчивость — отрицательная величина. С точки зрения как классического, так и квантовомеханического рассмотрения, атомная восприимчивость (у.д) многоэлектронного атома равна [c.272]

Спины электронов, находящихся на одной атомной или молекулярной орбитали, суммируются и взаимно компенсируются. Поэтому валентно-насыщенные частицы не обладают магнитным моментом, обусловленным спином электронов. Тем не менее они взаимодействуют с магнитным полем, хотя н существенно слабее, чем парамагнитные частицы. Это взаимодействие обусловлено действием внешнего магнитного поля на электронные оболочки, т. е. на движущиеся электрические заряды. В результате действия магнитного поля движение электронов искажается, возникает некоторая намагниченность, пропорциональная напряженности приложенного поля и направленная навстречу полю. Тем самым внеп нее поле как бы ослабляется. В частности, это приводит к некоторому выталкиванию вещества из магнитного поля, т. е. этим эффектом обусловлен диамагнетизм веществ, построенных из валентно-насыщенных частиц. Естественно, что диамагнетизм присущ и парамагнит- [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология