Магнітні моменти і диполі

Магнітні моменти і диполі

20.02.17 13:10 0 1442

Що таке магнітний дипольний момент? Магнітний момент (μ) є векторною величиною, який використовується для вимірювання тенденції об'єкта взаємодіяти із зовнішнім магнітним полем. В ядерному магнітному резонансі(ЯМР), об'єктом зазвичай виступає молекула, атом, ядро, або елементарна частинка. Внутрішні магнітні властивості об'єкта часто візуалізуються з крихітним стрижневим магнітом з північними і південними полюсами ("диполі"), і тому також називається магнітним дипольним моментом.


Поняття магнітного диполя не обмежується моделюванням атомних частинок і може бути застосоване до набагато більших об'єктів і колекцій об'єктів. Стрілка компаса, MR сканер, і навіть сама земля може розглядатися як гігантські диполі. Коли силові лінії двох магнітних моментів перетинаються виникає диполь-дипольна взаємодія. Це важливий механізм магнітної релаксації між двома протонами або між протоном і електроном в ЯМР.

Альтернативним і більш об’ємним  визначенням магнітного моменту буде моделювання його як є результат проходження струму (I) по  краю петлі площі поперечного перерізу (A). Магнітний дипольний момент (μ) є вектором визначеним як µ = i , напрямок якого є перпендикулярним і визначається за правилом правої руки.

Як стрілка компаса, магнітний момент (μ) буде прагнути вирівняти з зовні прикладним магнітним полем (Bo). Він буде відчувати крутний момент (τ) або силу скручування, дане векторним твором τ = µ x Bo. При ідеально вирівняненому паралельно Bo, μ буде перебувати в найнижчому енергетичному стані і не буде відчувати крутний момент. При наведенні навпаки Bo, μ буде знаходитися в своєму найвищому енергетичному стані, так як додаткова енергія буде необхідна рухатися і підтримувати його в цьому положенні. Для будь-якого іншого напрямку енергії (Е) магнітного моменту (μ) буде дано скалярним твором векторів: E = − µ  Bo. Негативний знак необхідний для обліку енергії, яка є нижче, коли μ вирівняний з Bo.

У електростатиці електричний заряд може існувати у вигляді окремих (монопольних) зарядів. Тим не менше, немає такого еквівалента в магнітостатиці. Відповідно до закону Гаусса для магнетизму, там немає джерел монопольного магнітного поля. Так як не існує магнітний заряд, магнітний момент виявляється величиною фундаментального значення для опису магнітних явищ і матеріалів.

Дійсно, намагніченість речовини визначається в термінах дипольного моменту на одиницю об'єму. Але фундаментальні частинки, такі як електрон і протон, також можуть нести власний магнітний момент в формі виділення. Той факт, що частинки мають спін має далекосяжні наслідки. У хімії, наприклад, правильний опис спіна необхідний, щоб отримати правильне опис атомних енергій і склеювання хімічних елементів.

 


Автор: УкрЗахідІнформ .
ОЦІНИТИ НОВИНУ
3 (голосів: 127)
Попередня новина: Чернігів: КП ...
Наступна новина: На Вінничині за вчинений ...

КОМЕНТАРІ