diamagnetisme

Diamagnetisme dapat dianggap sebagai berasal dari perisai arus induksi oleh medan yang diterapkan dalam kulit elektron diisi ion. Arus ini setara dengan momen diinduksi hadir pada setiap atom. Diamagnetisme adalah konsekuensi dari hukum Lenz menyatakan bahwa jika fluks magnetik tertutup oleh loop arus diubah oleh aplikasi medan magnet, arus diinduksi arah rupa sehingga medan magnet yang sesuai menentang bidang terapan. Untuk mendapatkan ekspresi dengan cara yang diamagnetisme sampel dapat dijelaskan secara kuantitatif, kita akan mengikuti Martin (1967) dan mempertimbangkan gangguan dari ketika bergerak dalam medan magnet. Untuk elemen konduktor al gerakan orbital elektron dalam sampel karena gaya yang masing-masing pengalaman elektron membawa arus I dengan adanya medan magnet, disebut gaya Lorentz ini diberikan oleh

Pengaruh gaya ini pada sebuah elektron bergerak dalam orbit klasik sekitar inti tunggal mudah untuk bekerja keluar. Ini memberikan gambaran yang tidak banyak berubah dalam pengobatan kuantum mekanik dan cukup untuk tujuan kita. Mari kita berasumsi bahwa bidang H diterapkan dalam arah tegak lurus terhadap bidang orbit lingkaran. Gaya F akan bertindak baik jauh dari pusat orbit atau ke arah itu, tergantung pada apakah elektron bergerak searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam sehubungan dengan lapangan. Dalam kedua kasus, perubahan radius orbit dapat diabaikan dibandingkan dengan peningkatan yang terkait atau penurunan kecepatan sudut orbital Kami akan menentukan tanda positif bagi gerakan orbital searah jarum jam sehubungan dengan lapangan dan negatif untuk gerakan berlawanan arah jarum jam . Memperhatikan bahwa bidang terapan dipertimbangkan di sini begitu kecil yang mereka hasilkan hanya perubahan kecil dalam (dan) dan yang menunjukkan perubahan bertahap kecil seperti oleh kita memperoleh, menyamakan gaya magnet dari Pers. (6.3) dengan massa kali perubahan percepatan,

Perubahan kecepatan sudut orbital sesuai dengan perubahan dalam momen magnetik. Jika p merupakan momentum sudut orbital dari elektron sebelum penerapan medan magnet, kita dapat mempertimbangkan shell magnetik setara dan menulis

Perubahan pada saat orbital magnetik karena lapangan

Persamaan ini menunjukkan bahwa ada perubahan negatif dari momen magnetik yang independen dari tanda dan sebanding dengan H. Jika kita mempertimbangkan sistem yang terdiri dari atom N, masing-masing berisi i elektron dengan jari-jari kita dapat menulis untuk kerentanan

Dalam derivasi dari persamaan ini, kita telah mengasumsikan bahwa bidang orbit elektron tegak lurus terhadap arah medan. Alih-alih dalam Pers. (6.7), kita harus menggunakan sebuah q radius efektif orbit seperti yang mewakili rata-rata dari kuadrat jarak tegak lurus dari elektron dari sumbu lapangan. Mean-Usingsquare jarak elektron dari inti adalah dan karena untuk distribusi muatan simetris bola satu memiliki satu menemukan bahwa alih-alih dalam Pers. (6.7), menyebabkan

Dalam pengobatan mekanika kuantum, kita harus mempertimbangkan bahwa elektron dijelaskan oleh fungsi gelombang di mana di setiap titik adalah probabilitas menemukan elektron. Atau, satu dapat mempertimbangkan elektron sebagai awan muatan intensitas di setiap titik dalam ruang. Hal ini dapat ditunjukkan bahwa hasil kuantum mekanik dengan benar diberikan oleh Eq. (6.8), tersedia satu menggunakan untuk nilai harapan untuk parameter posisi elektron kuadrat

Kami akan menutup bab ini dengan menyebutkan bahwa dalam logam terdapat kontribusi diamagnetik terpisah karena elektron keliling atau band yang akan dibahas dalam Bab 7 Jika merupakan kerentanan paramagnetik karena elektron pita ini, dapat ditunjukkan bahwa itu disertai dengan kontribusi diamagnetik