Магнитная энергия

Если магаитное ядро поместить в магнитное поле, то оно сможет принять любую из 2/ + 1 ориентахщй (в отличие от классического стержневого магнита, располагающегося в направлении поля). Эти ориентации обусловлены различными взаимодействиями между магнитным ядром и магнитным полем, которые определяются законами квантовой механики. При / - 1/2 возможны два зфовня магнитной энергии ядра т, - 1/2, соответствующие двум возможным ориентациям (-1-1/2 и -1/2) по отношению к внешнему магнитному полю. Если ориентация спина и направление магнитного поля совпадают (или, как принято говорить, спин параллелен внешнему магнитному полю), то считают, что ядро имеет меньшую энергию (т, - 1/2) иноща ориентацию таких ядер обозначают символами f или а. Противоположную (антина-раллельную) ориентацию спина (т, - -1/2) обозначают символами I или в. В отсутствие внешнего магнитного поля спиновые состояния вырождены. Разность энергий между двумя спиновыми состояниями описывается уравнением [c.117]

Гиромагнитный эффект, вызываемый вращением Земли вокруг своей оси, создает магнитное поле, хотя и слабое (в 10 раз меньше земного),,но достаточное для возникновения эффекта регенерации магнитного иоля. Время, прошедшее с момента образования Земли, было также вполне достаточным для того, чтобы магнитная энергия, соответствующая современному состоянию магнитного поля Земли, успела накопиться. Регенерация магнитного поля Земли, видимо, прекратилась в тот момент, когда величина энергии радиоактивного распада в ядре стала равной энергии рассеяния вследствие вязкости ядра и наличия электрического сопротивления.. [c.140]

Для источников магнитного поля в виде намагниченных тел -постоянных магнитов плотность тока / = 0. В этом случае используются магнитожесткие материалы, т.е. материалы, имеющие больщую коэрцитивную силу и остаточную индукцию. К последним относятся ферритобариевые сплавы типа ЮНДК-24,. магнико, АЛИИ и др. [6]. Важнейшей характеристикой магнитных материалов служит максимальная удельная магнитная энергия, достигающая для сплавов 5шС05,з 128 кДж/м . [c.77]

Таким образом, последовательное делите кристалла на уменьшающиеся по размерам области, намагниченные в противоположные стороны, понижает магнитную энергию системы, но вызывает появление новых видов энергий. Размеры доменов и толщина переходного слоя самопроизвольно устанавливаются такими, что сумма всех видов энергий системы оказалась минимальной. [c.28]

Закон сохранения и превращения энергии известен давно (Г. Лейбниц, М. В. Ломоносов и др.). Это универсальный закон, применимый как к явлениям в макросистемах, так и к явлениям, происходящим с участием малого числа молекул. Он был установлен в механике для взаимных переходов кинетической и потенциальной энергии, а впоследствии использован в теории электричества при анализе взаимных переходов электрической и магнитной энергии. В обоих случаях не учитывался теплообмен и рассматривались однотипные формы переходов энергии. [c.26]

Магнитная энергия (энергия ферромагнетика, помещенного во внешнем поле, отнесенная к единице объема образца) равна [c.318]

Для магнитов из редкоземельных материалов типа неодим-же-лезо-бор оптимальная отдача магнитной энергии во внешнюю цепь обеспечивается в рабочей точке кривой размагничивания для внешней цепи с координатами 0,62 Тл и = 420 кА/м. [c.91]

Рис. 28.99. Кривые размагничивания, магнитной энергии и обратимой магнитной проницаемости (возврата) вольфрамовой стали (0,55—0,8% С и 5,0—6,5% W). Сечение 10 х 10 мм. Значение температурного коэффициента индукции равно —(2 4). 10 град - (161

Сопоставим выражение энергии магнитного поля Wк—11 /4 с выражением энергии электрического поля (№ э = сы /2) и энергии пружины (потенциальной и кинетической, соответственно U п= гJf /2, W =mv 2). Из сопоставления видно, что электрическая энергия аналогична потенции, альной энергии сжатой пружины (где х — смещение пружины, к — ее упругость), а магнитная энергия — кинетической. При этом обратная величина [c.52]

Физические основы спектроскопии ядерного магнитного резонанса определяются магнитными свойствами атомных ядер. Взаимодействие магнитного момента ядра с внешним магнитным полем Во приводит в соответствии с правилами квантовой механики к диаграмме ядерных энергетических уровней, так как магнитная энергия ядра может принимать лишь некоторые дискретные значения Я,- — так называемые собственные значения. Этим собственным значениям энергии соответствуют собственные состояния — те состояния, в которых только и может находиться элементарная частица. Они также называются ста-ционарными состояниями. С помощью высокочастотного генератора можно вызвать переходы между собственными состояниями на диаграмме энергетических уровней. Поглощение энергии можно обнаружить, усилить и записать как спектральную линию, или так называемый резонансный сигнал (рис. 1). [c.10]

Квантование магнитной энергии, продемонстрированное в этом эксперименте, является результатом расщепления электронных состояний, но оно справедливо и для состояний ядерного спина. Это показали своими опытами Раби и сотр., которые изучали поведение молекулярных пучков в приборе, схематически представленном на рис. 1.4. В этих экспериментах использовались только молекулы, для которых полный электронный магнитный момент был равен нулю, поэтому все наблюдаемые магнитные эффекты следовало относить к магнитным свойствам ядер. В этом опыте молекулярный пучок направляется наклонно между полюсными наконечниками магнита А, создающего неоднородное магнитное поле. Как было описано выше в опыте Штерна — Герлаха, в нем пучок расщепляется на два. Только парамагнитные молекулы по траектории а достигают щели, через которую они попадают в однородное поле магнита В. Затем они фокусируются в поле магнита С, неоднородность которого в точности противоположна неоднородности магнита А. Экран 5 служит детектором, с помощью которого можно измерить интенсивность молекулярного пучка, сфокусированного в точке М. Теперь если облучать молекулярный пучок в области между полюсами магнита В радиочастотным полем, то при определенной частоте, зависящей от напряженности поля магнита В, наблюдается резкое уменьшение интенсивности молекулярного пучка в точке М. При этом отношении частота — напряженность Поля выполняется условие резонанса (1.10). Вследствие погло- Дения энергии часть ядерных магнитных моментов изменяет [c.21]

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — вид спектроскопии, использующий переходы между уровнями магнитной энергии атомных ядер, индуцированные радиочастотным полем. [c.439]

Для ядер при комнатной температуре разность заселенностей двух уровней мала. Так, для протонов при 10 000 Гс магнитная энергия имеет величину порядка 10 см , в то время как А7 200 см . Поэтому отношение заселенностей двух спиновых состояний отличается от 1 на величину порядка Ю . [c.503]

При помощи уравнения (17.21) выразите магнитные энергии через б (где 6 = 0)1 — Мг) Для следующих значений отношения б// 0,1, 0,5,, 0, 2,0 и 10,0. [c.379]

С ростом температуры значения Т а и Т б возрастают, что указывает на рост вращательной подвижности относительно оси симметрии шестого порядка. При 10 /Т 5 для Т а и 4 для Т в на кривых Гщ, в = = / Т ) имеются минимумы. Их можно, по-видимому, объяснить тем, что при определенных температурах, характерных для каждой группы адсорбированных молекул, вследствие близости частоты вращения адсорбированных молекул и резонансной частоты протонов передача магнитной энергии спин-системы решетке усиливается, а время релаксации уменьшается. Характерно, что минимум на == / (Т" ) имеет место при более низких температурах, чем в случае т. е. включение в релаксацию вращательной подвижности сравнительно слабо связанных с подложкой молекул начинается при более низкой температуре. С ростом температуры увеличивается амплитуда колебаний оси симметрии адсорбированных молекул, что в известном приближении эквивалентно плаванию бензола в адсорбированном состоянии. Общий характер хода температурной зависимости и Т , наличие двух составляющих времен релаксации и порядок их величин хорошо согласуются с данными работы [5]. На возможность существования в адсорбционном слое различны х по степени связи с подложкой молекул указывалось при анализе данных для воды, адсорбированной на силикагеле [8]. [c.228]

Атомные ядра и электроны обладают магнитными моментами. Это свойство используют в технике магнитной резонансной спектроскопии наложение магнитного поля на ядра и электроны приводит к расщеплению квантовых состояний магнитного момента на ряд энергетических уровней (расщепление Зеемана). Относительно направления приложенного магнитного поля магнитный момент ориентируется в определенных направлениях, отличающихся по магнитной энергии. Наряду с магнитным моментом, ядра и электроны имеют спиновый момент количества движения. Компонент момента количества движения вдоль направления приложенного магнитного поля является целым или полуцелым числом, кратным основной единице момента количества движения Ь (константа Планка, деленная на 2ц). Ядро (или система электронов) со спином / (или 5) могут иметь только 2/ -Ь 1 различных ориентаций в постоянном магнитном поле и, следовательно, 2/ +1 состояний с различной магнитной энергией. Переходы магнитного момента между этими состояниями, сопровождающиеся резонансным поглощением магнитной энергии, происходят под действием излучения соответствующей частоты и поляризации. Наблюдая интенсивности и частоты резонансного поглощения в исследуемом материале, можно установить детали окружения ядер и электронов. Так как большинство веществ, представляющих интерес в гетерогенном катализе, является твердыми телами, в последующем изложении будет обращено особое внимание на магнитный резонанс в твердых телах. [c.9]

Как было показано в разделе II, А, 1, для осуществления постоянного резонансного поглощения существенно наличие механизма, при помощи которого спины обмениваются магнитной энергией с окружающей средой, и таким образом поддерживается разность заселенности магнитных уровней. Эта связь с окружающей средой для ядер с / = 7г должна осуществляться [c.23]

Это выражение аналогично тому, которое можно было бы получить возведением в квадрат уравнения (15) и суммированием для получения среднеквадратичного поля. Разница состоит в том, что два ядерных спина могут непрерывно совершать переходы с сохранением магнитной энергии, поскольку они связаны дипольным взаимодействием. Этот процесс ограничивает время жизни спина в данном энергетическом состоянии и дает допол- [c.31]

За исключением достаточно малых полей, когда энергия квадрупольного взаимодействия становится сравнимой с магнитной энергией. [c.36]

Рис. 1.2. Уровни магнитной энергии для ядер со спинами /г и 1.

Эффект экранирования ядер заключается в уменьшении расстояния между уровнями ядерной магнитной энергии. Легко сообразить, что при постоянной частоте ВЧ-поля Уо увеличение а, т. е. увеличение магнитного экранирования ядра, приводит к необходимости увеличения поля Но, необходимого для осуществления резонанса. Так, если положения резонансных пиков выражены в обычной шкале напряженности магнитного поля, возрастающей слева направо (см. рис. 1.12), то пики наиболее экранированных ядер должны находиться в правой части спектра. С другой стороны, если Яо постоянно, а изменяется (в таком режиме работают [c.37]

Рис. 28.98. Кривые размагничивания, магнитной энергии и обратимой магнитной проницаемости хромистой стали (1,0% С и 3,0% Сг). Сечение 20 X 20 мм,. Температурный коэффициент магнитной индукции равен — —(2-ьЗ)-10- град- [16]

Сплавы типа тиконал являются многокомпонептнымп. Например, сплав ЮНДК40Т7 содержит (ввес.%) Со — 40 Ре — 27 N1 — 13,5 А1 — 7,5 Си — 3,5, — 7,3 Ре8 — 1,2. Оптимальные магнитные свойства сплавы приобретают после следующих термообработок закалка с 1250° в свинцовую ванну с температурой 800—830°, изотермическая выдержка в магнитном поле при этих температурах в течение 10 мин (ИТМО) и ступенчатый отпуск по режиму (в часах) 675°—0,5 650°—2 585°—16 560°—20. После подобной обработки коэрцитивная сила сплавов достигает 2000 Э, а магнитная энергия 10 Гс-Э. [c.168]

Целочисленный вклад в общую мерность, связанный с тепловой энергаей От Ш7, обеспечивает преимущественно разнообразные структурнью фазовые переходы с магнитной энергией - изменения преимущественно магнитных свойств вещества (образование и исчезновение магнитных доменов, точка Не-еля), с электрической энергией Вэ., - измененяя преимущеспвенно электрических свойств вещества (точка Кюри). [c.136]

Теплогенерация за счет электрической энергии реализуется преодолением активного (омического) сопротивления, поэтому при использовании перемеиного тока нужно стремиться к уменьшению реактивного (индуктивного) сопротивления, являющегося следствием рассеяиия магнитной энергии. В отличие от постоянного тока при переменном токе эффект теплогенерации, кроме общего падения напряжения, зависит еще и от частоты тока. [c.239]

Таким образом, у монокристалла железа имеется шесть направлений легкого намагничивания, у никеля - восемь и у кобальта - два. Казалось бы, при отсутствии внешнего магнитного поля кристалл ферромагнетика благодаря действию обменных сил должен быть намагничен до насьпцения вдоль одного из направлений легкого намагничивания (рисунок 1.3.7), однако в этом случае появляются магнитные полюса, и во внешнем пространстве создается магнитное поле, в котором сосредоточена некоторая энергия. Следовательно, свободная энергия (фнсталла, определяемая суммой всех видов энергий, которые при определенных ус- ловиях могут превратиться в работу, не будет минимальной. Как известно из термодинамики, в таких системах будут самопроизвольно протекать процессы, направленные на понижение свободной энергии. В кристалле самопроизвольно образуются области (домены), намагниченные до насьпцения в противоположные стороны (рисунок 1.3.8, б). В этом случае понижается магнитная энергия системы, так как [c.27]

Если под прямым углом к основному магнитному полю Яо приложено небольшое магнитное поле Яь то комбинация полей Яо и Н в некоторой точке прецессионного движения частицы стремится изменить угол 0. Однако за время прецессионного вращения действие полей усреднится и изменения угла не произойдет. Для того чтобы изменить ориентацию, а следовательно, и магнитную энергию частицы, дополнительное поле Hi должно вращаться синхронно с прецессией магнитного момента относительно Яо. [c.115]

Штерн и Герлах пропускали через неоднородное магнитное поле пучок атомов серебра, которые в основном состоянии обладают полным угловым моментом S = 1/2. На фотографической пластинке, которая использовалась как детектор, они обнаружили два отдельных пятна (рис. 1.3). Расщепление пучка атомов является прямым следствием и строгим экспериментальным подтверждением квантовой природы магнитной энергии атомов. Магнитный момент отдельного атома серебра может быть ориентирован либо параллельно, либо антипараллельно по отношению к внешнему магнитному полю, т. е. атом в магнитном поле может быть диамагнитным или парамагнитным. Однако диамагнитные и парамагнитные частицы по-разному ведут себя в неоднородном магнитном поле (рис. 1.3,6). Напряженность поля на концах диполя различна, что иллюстрируется плотностью силовых линий на рисунке. Поэтому один конец диполя более сильно притягивается или отталкивается, чем другой, и тем самым создается избыточная сила, ускоряющая частицу. Если разре- [c.20]

Переход энергии фотона в магнитную энергию МН/1 не является простым процессом, он напоминает поглощение видимого излучения механизм этого процесса рассматривается в гл. XXIII. Однако при магнитном резонансном поглощении пренебрегают самопроизвольным излучением радиации для высоких энергетических уровней и учитывают только вынужденное испускание. Суммарным эф- [c.231]

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) основан на поглощении энергии переменного электромагнитного поля определенной частоты ядрами (протонами и др.), помещенными в постоянное магнитное поле [5]. Другими словами, ЯМР обусловлен резонансными переходами между уровнями магнитной энергии атомных ядер во внешнем магнитном поле в области радиочастот (1-500 МГц). Сигналы ЯМР были впервые получены в 1945 г. Блохом на протонах воды и Пурселлом на протонах парафина за это открытие они были в 1952 г. удостоены Нобелевской премии. Метод ЯМР выгодно отличается от других методов исследования тем, что не требует непосредственного контакта с образцом, не вносит абсолютно никаких возмущений в исследуемые объекты, является экспрессным [6]. [c.251]

Современные твердофазные материалы исключительно многообразны по составу /И охватывают практически все элементы периодической системы. Как правило, материалы имеют сложный состав, включая три и более химических элемента. Из простых веществ в качестве материалов используют в основном алюминии, медь, углерод, кремний, германий, титан, никель, свинец, серебро, золото, тантал, молибден, платиновые металлы. Материалы на основе бинарных соединений также сравнительно немногочисленны. Среди них наиболее известны фториды, карбиды и нитриды переходных металлов, полупроводники типа халькоге-нидов цинка, кадмия и ртути, сплавы кобальта с лантаноидами, обладающие крайне высокой магнитной энергией, и сверхпровод-никовые сплавы ниобия с оловом, цирконием или титаном. Намного более распространены сложные по составу материалы. В последнее время нередко в химической литературе можно встретить твердофазные композиции, содержащие в своем составе свыше 10 химических элементов. [c.134]

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР) представляет собой явление, обусловленное резонансными переходами между уровнями магнитной энергии атомных ядер во внешнем поле. Основные сведения о ядерном магнитном резонансе изложены в ряде монографий [1—5] и обзоров [6— 10]. Напомним лишь наиболее важные из них. Известно, что ядра многих изотопов обладают не только массой и зарядом, но и собственным механическим моментом (моментом количества движения). Собственный момент количества движения ядер называется спином. Наличие спина у ядра приводит к существованию у него собственного магнитного момента. В дальнейшем мы будем говорить в основном о ядрах атома водорода — протонах. Со бственный магнитный момент (Протона очень мал по сравнению с собственным магнитным моментом электрона и проявляется лишь в специальных физических экспериментах. [c.205]

Следует отметить, что хорошее согласие вычисленных и измеренных значений (рис. 35) оправдывает применение в расчетах [103, 107] приближенного учета магнитной энергии. Анализ, проведенный в работах [103, 107] на примере сплавов Ге — А1, по существу показывает, что использование метода диффузного рассеяния рентгеновских лучей монокристаллами неупорядоченных твердых растворов вместе с теорией неидеальных растворов, изложенной в 10, 16, может служить эффективным средством исследования термодинамических свойств сплавов. При этом для построения теоретической диаграммы равновесия не требуется использования подгоночшзхх параметров, привязывающих теоретическую диаграмму равновесия к известным из эксперимента температурам фазовых переходов. [c.176]

Ядра со спином более /г имеют 27+1 эквидистантных уровня магнитной энергии, расстояние между которыми составляет iHolI, относительная заселенность соседних уровней дается выражениями, аналогичными уравнению (1.7). Для простоты мы ограничимся в дальнейшем только рассмотрением ядер со спином /2, имея при этом в виду, что все высказывания относительно такой двухуровневой системы справедливы также и для любой пары соседних уровней систем со спином, большим 72- [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология