Спецкурсы
Слабомагнитные вещества
Лектор
Виктор Васильевич Суриков
Профессор, д.ф.-м.н.
Аннотация
Основной задачей спецкурса является формирование у студентов базовых понятий о природе магнетизма. Вводятся основные характеристики магнитного состояния вещества. Рассматривается формирование магнитных моментов многоэлектронных атомов элементов таблицы Менделеева. Характерной особенностью спецкурса является систематическое изучение физики магнитных явлений в слабомагнитных веществах. Подчеркивается квантовая природа диа- и парамагнетизма.
Программа курса
- Введение. Основные характеристики магнитного состояния вещества. Намагниченность. Восприимчивость. Магнитная проницаемость. Размагничивающий фактор.
- Основные термодинамические соотношения. Теорема Бора — ван Лёвен (ван Левен — Терлецкого).
- Магнитные моменты многоэлектронных атомов элементов таблицы Менделеева. Атом в магнитном поле. Нормальный и аномальный эффект Зеемана. Эффект Пашена — Бака.
- Максимальные проекции полных магнитных моментов электронных оболочек атомов. Виды магнитного упорядочения в твердых телах.
- Диамагнетизм атомов, ионов, молекул. Частота ларморовой прецессии. Классический прецессионный диамагнетизм и квантовый поляризационный.
- Диамагнетизм неметаллических кристаллов. Диамагнетизм электронов проводимости. Уровни Ландау. Осцилляции магнитной восприимчивости. «Сверхдиамагнетизм» сверхпроводников.
- Классическая теория парамагнетизма. Пространственное квантование и обобщенная функция Ланжевена.
- Основные опытные данные о парамагнетизме систем слабовзаимодействующих атомов и ионов. Особенности парамагнетизма d-переходных групп.
- Парамагнитная точка Кюри. Парамагнетизм молекул. Обобщенная формула Ланжевена — Дебая.
- Парамагнетизм неметаллических соединений. Влияние на магнитные ионы внутрикристаллического окружения. (поле лигандов). Гамильтониан магнитного иона в кристалле.
- Парамагнетизм металлов. Основные свойства идеального ферми-газа.
- Паулевский парамагнетизм электронов проводимости. Ванфлековский парамагнетизм.
- Парамагнитная восприимчивость переходных металлов. Заключение.
Литература
Основная
- В. Вонсовский. «Магнетизм». М.: Наука, 1971.
- Г.С. Кринчик. «Физика магнитных явлений». М.: Изд. МГУ, 1985.
- Р.М. Уайт. «Квантовая теория магнетизма». М.: «Мир», 1972.
- Е.С. Боровик, В.В. Еременко, А.С. Мильнер. «Лекции по магнетизму». М.: Физматлит, 2005.
- Мишин Д.Д. Магнитные материалы. М.: Высшая школа, 1991.
Дополнительная
- К.М. Хёрд / Многообразие видов магнитного упорядочения в твердых телах // УФН 142, 331 (1984).
- S. Bedanta and W. Kleemann / Supermagnetism // J. Phys. D: Appl. Phys. 42, 013001 (2009).