25. Эффект Холла.

Э ффект Холла — возникновение поперечной разности потенциалов в проводнике с током, внесённому в магнитное поле.

Под действием силы магнитного поля заряды в проводнике рассредоточатся во разным краям, вследствие чего в проводнике возникнет электрическая сила, которая уравновесит магнитную.

26. Теория магнетиков. Магнитный момент атомов. Прецессия Лармора. Природа диа-, парамагнетизма. Опыты Эйнштейна–де-Хааза, Бернста.

Опыт показывает, что все вещества проявляют магнитную активность. Это значит, что любая среда, помещённая в магнитное поле, будет изменять её.

— магнитная проницаемость среды, — магнитная индукция поля без других сред. Есть такие среды, у которых (парамагнетики), (диамагнетики) и (ферромагнетики).

Рассмотрим атом водорода. Движение электрона описывается следующими характеристиками:

1 . Момент инерции.

2. Сила тока.

3. Магнитный момент (кругового тока).

4. Гиромагнитное отношение. Магнитный момент и момент инерции разнонаправлены.

Гироскопическое отношение одинаково для всех электронов атома.

Наличие орбитального магнитного момента является одной из причин магнитной активности атома любого вещества.

Внесём атом во внешнее магнитное поле. Электрон вращается с большой скоростью, поэтому его движение по орбите можно рассматривать как рамку с током. Поэтому она развернётся так, чтобы она стала перпендикулярна вектору магнитной индукции. При этом она будет дрожать у состояния равновесия (совершать прецессию Лармора). Найдём угловую скорость этой прецессии:

Г де — момент силы.

Угловая скорость прецессии для любого электрона атома одинакова.

— ток, который вызывает прецессия, или индуцированный ток.

Если вектор магнитной индукции отклонён от нормали плоскости орбиты электрона на угол , то

Возникновение индуцированного тока — диамагнетизм. — индуцированный магнитный момент.

Где — площадь поверхности, которую описывает прецессивное вращение.

Индуцированный магнитный момент действует против поля. Индуцированный магнитный момент, который существует наряду с орбитальным, определяет суммарную намагниченность атома.

В 1915г. Эйнштейн предложил, а Хааз практически провёл опыт по измерению гиромагнитного отношения. Опыт Хааза заключается в следующем: в магнитном поле на нити подвешен магнетик, по углу её отклонения определяют магнитный момент магнетика. Опыт подтвердил, что действительно вращаются электроны. Гиромагнитное отношение, полученное опытным путём, оказалось ровно в 2 раза больше, чем полученное теоретически. Поэтому было предположено, что электроны вращаются ещё и вокруг собственной оси (спиновое вращение).

— собственный магнитный момент электрона (магнетрон Бора). Таким образом, суммарный магнитный момент определяется как

У «нормальных» атомов спины скомпенсированы. У парамагнетиков наиболее выражен, у диамагнетиков , наиболее выражен , который направлен против поля.

В магнетиках неспаренные электроны направляют магнитный момент в одну сторону. У редкоземельных металлов и металлов с переходной валентностью не до конца заполнен предпоследний слой, поэтому есть несколько неспаренных электронов. Из-за этого ферромагнетики обладают такой большой магнитной проницаемостью.