Магнитное поле и его характеристики. Электромагнитные колебания и волны в биологических средах

I = en, (13.25)
где е — заряд электрона. Так как n = u /(2pr), то
(13.26)
Тогда [см. (13.2)]
(13.27)
Одной из характеристик движения вращающегося тела или движения материальной точки по круговой
орбите является момент импульса(механический момент). Он аналогичен импульсу тела при
поступательном движении. Вектор момента импульса электрона, вращающегося по круговой орбите (
), показан на рис. 13.12, а его модуль равен
(13.28)
где т
е
 — масса электрона.

---

Отношение магнитного момента частицы к ее моменту импуль са называют магнитомеханическим
отношением. Разделив (13.27) на (13.28), найдеморбитальное магнитомеханическое отношение для
электрона:
(13.29)
Электрон обладает также и собственным моментом импульса, который называется спином. Спину
соответствует спиновый магнитный момент.Спиновое механическое отношение вдвое больше
орбитального:
(13.30)
Магнитомеханическое отношение обычно выражают через множитель Ланде g:
(13.31)
Как видно из (13.29)—(13.31), для орбитального магнито-механического отношения g
орб
= 1 спинового
отношения g
s
 = 2.
Формулы (13.29) и (13.30) показывают также, что между магнитным и механическим
моментами существует вполне определенная «жесткая» связь, так как е и т
e
— величины постоянные;
эта связь проявляется в магнитомеханических явлениях. Одно из таких явлений впервые наблюдали
Эйнштейн и де Гааз в 1915 г. Легкий стержень С подвешивался на тонкой нити в соленоиде (рис. 13.13).
При пропускании тока по соленоиду создавалось магнитное поле и магнитные моменты электронов
располагались упорядоченно, что приводило к упорядоченной ориентации моментов импульса. В
результате весь стержень приобретал импульс и поворачивался, что было заметно по отклонению
светового «зайчика», отраженного от зеркала.
Магнитомеханические явления позволяют определять магни-томеханические отношения и на основании
этого делать выводы о роли орбитальных или спиновых магнитных моментов в процессах
намагничивания. Так, например, опыты Эйнштейна и де Гааза показали, что за намагниченность
ферромагнитных материалов ответственны спиновые магнитные моменты электронов.
Ядра, атомы и молекулы также имеют магнитный момент. Магнитный момент молекулы является
векторной суммой магнитных моментов атомов, из которых она состоит.
Магнитное поле воздействует на ориентацию частиц вещества, имеющих магнитные моменты, в
результате 
чего 
вещество 
намагничивается. 
Степень 
намагничивания 
вещества
характеризуется намагниченностью . Среднее значение вектора намагниченности равно отношению
суммарного магнитного момента 
всех частиц, расположенных в объеме магнетика, к этому объему:
(13.32)
Таким образом, намагниченность является средним магнитным моментом единицы объема магнетика.
Единицей намагниченности служит ампер на метр (А/м).
Магнетики делят на три основных класса: парамагнетики, диамагнетики, ферромагнетики. Каждому
из них соответствует и свой тип магнетизма: парамагнетизм, диамагнетизм и ферромагнетизм.
Рассмотрим их природу.
Согласно классической теории парамагнетизма, молекулы па рамагнетиков имеют отличные от нуля
магнитные моменты.

---

В отсутствие магнитного поля эти моменты расположены хаотически и намагниченность равна нулю
(рис. 13.14,а). При внесении парамагнитного образца в магнитное поле магнитные моменты молекул
ориентируются предпочтительно по направлению