O‘zbekiston respublikasi oliy va o‘rta maxsus ta’lim

§ 69. Diamagnetizm
Atomdagi elektronlar orbitasidagi harakatda ishtirok etishi tufayli modda ichida murakkab mikroskopik toklar manzarasini hosil qiladi. Agar moddani tashqi magnit maydoniga joylashtirsak, bu harakat o‘zgaradi. Keyinchalik ko‘rsatib o‘tamizki, elektronlarning orbital harakatining o‘zgarishi tashqi magnit maydoniga qarama-qarshi bo‘lgan

magnit momenti ^→ ga teng bo‘lgan qo‘shimcha tok I ning hosil

bo‘lishiga olib keladi (106-rasm) va quyidagi ifoda bilan aniqanadi:

e ²r ² B

P  

4m

(69.1)

106–rasm
bu yerda e va m elektron zaryadi va massasi, r-magnit maydon



tufayli paydo bo‘lgan qo‘shimcha tokning radiusi, (indusirlangan) momentlarning yig‘indisi barcha atomdagi elektronlar uchun


2

2
→

_→ e r_i B

I   ⁱ dia _4m

(69.2)

Yig‘indisi _ r ² ni _r ²  n r ²

deb olish mumkin. Bu yerda n₀ – hajm

i i 0 o'rt i i

birligidagi atomlar soni,

2

r
o'rt

– atomdagi barcha orbitalar bo‘yicha

o‘rtalashtirilgan indusirlangan tokning radius-kvadrati. Shunday qilib:

^→ e²r ² B^↼

_{I  } o'rt dia _4m

(69.3)

Bu magnitlanish, ya’ni orbital elektronlarining tashqi magnit maydoni tufayli hosil bo‘lgan qo‘shimcha indusirlangan maydon tufayli hosil bo‘ladi va uni diamagnetizm deyiladi. Agar indusirlangan diamagnit momentlar barcha atomdagi elektronlar tomonidan hosil

qilinsa, ular maydonga qarshi bo‘lsada, kompensasiyalanmaydi, u vaqtda diamagnetizm barcha moddalarga xos bo‘ladi. Bundan diamagnetizm atom va molekulalarning universal xossasi ekanligi kelib chiqadi.

Agar moddaning magnitlanishida diamagnetizm asosiy rolni o‘ynasa, bunday moddalarga diamagnetiklar deyiladi. Formula (69.3) diamagnetikning magnitlanish vektorini aniqlaydi. Formula (69.3) va

e ² n r ² 

(64.2) dan,

0 0 _{ 1} 4m

ekanini hisobga olsak, diamagnetiklar uchun

quyidagi ifodani olamiz:

^→ ↼

^{I  H} , (69.4)

bu yerda

2 2 _

_ e n r
_{ } 0 0

4m

Barcha inert gazlar diamagnetik hisoblanadi, ba’zibir suyuqliklar (masalan, uglekislotalar) va ba’zibir qattiq jismlar (masalan, vismut) diamagnetik hisoblanadi.

Diamagnetizmning kelib chiqish mexanizmini tushuntirish uchun atomning planetar modelidan foydalanamiz, bu model bo‘yicha atomdagi elektronlar yadro atrofida yopiq orbitalar bo‘yicha harakat qiladi, soddalik uchun bu orbitalarni aylana ko‘rinishda deb olamiz. Har

bir elektron aylana orbitasida tekis harakat qilib, orbita markaziga


L
nisbatan ^→  r^→m^→ impuls momentiga ega bo‘ladi. Impuls momenti

L  rm

kattalikka ega bo‘ladi va orbita o‘qi bo‘yicha yo‘nalgan. Tashqi

ta’sir bo‘lmaganda impuls momenti saqlanadi, u vaqtda elektronning

→

harakati quyidagi tenglama bilan

dL _{ 0}

dt

ifodalanadi. Elektron orbita

bo‘yicha harakat qilib, yopiq elektr tokini hosil qiladi. Elektronning aylanish chastotasi ^ va zaryadi e – bo‘lsin. Elektron har bir yuzachadan

har sekundda ^ marta o‘tadi. U vaqtda tok kuchi

i  e

ga teng bo‘ladi.

Elektron zaryadi manfiy bo‘lgani uchun, bu tok elektronning harakat tezligiga teskari yo‘nalgan bo‘ladi (106-rasm).