Магнит сәті қарапайым бөлшектердің негізгі қасиеті

Атомның магниттік сәті кез-келген заттардың магниттік қасиеттерін сипаттайтын негізгі физикалық векторлық мөлшер болып табылады. Классикалық электромагниттік теория ретінде магнетизмнің қалыптасу көзі - орбитадағы электронның қозғалысынан туындайтын микро ағымдар. Магнит сәті барлық элементар бөлшектердің, ядролардың, атомдық электрондық қабықшалардың және молекулалардың ажырамас сипаты болып табылады.

Кванттық механика бойынша барлық қарапайым бөлшектерге тән магнетизм, айналдыру деп аталатын механикалық сәттің (кванттық табиғаттың өзінің механикалық импульсінің) болуымен түсіндіріледі. Атом ядросының магниттік қасиеттері ядро - протондар мен нейтрондардың құрамдас бөліктерінің спиндік импульстарынан тұрады. Электрондық раковиналардың (атомдық орбиталарда) магнитті сәті бар, ол электрондардың магниттік сәттерінің жиынтығы болып табылады.

Басқаша айтқанда, қарапайым бөлшектердің магниттік сәттері және атомдық орбитальдар атомдық кванттық-механикалық әсерге байланысты, ол спин серпін деп аталады. Бұл нәтиже өзінің орталық ось айналасында айналдырудың бұрыштық импульсіне ұқсас. Айналдыру импульсы кванттық теорияның негізгі константасы Планк тұрақты мәндерінде өлшенеді.

Барлық нейтрондар, электрондар және протондар, олардың атомы, Планка сәйкес, ½ тең айналдыра болады. Атомның құрылымында ядро айналасында айналатын электрондар, сондай-ақ, айналдыру импульсінен басқа, орбиталық бұрыштық импульс бар. Ядрос, ол статикалық позицияға ие болса да, ядролық жұлынның әсерінен пайда болатын бұрыштық серпінге ие.

Атом магниттік сәтті қалыптастыратын магнит өрісі осы бұрыштық моменттің әртүрлі формалары арқылы анықталады. Магнит өрісін жасауда ең маңызды үлес спинді әсер арқылы жүзеге асырылады. Паули қағидасына сәйкес, екі бірдей электрон бір мезгілде бірдей кванттық жағдайда болмайды, электрондардың біріктірілуі және олардың спиндік импульстары диаметрально қарсы қарама-қарсылықтар алады. Бұл жағдайда электронның магниттік моменті қысқарады, бұл бүкіл құрылымның магниттік қасиеттерін азайтады. Электрондардың жұп санына ие кейбір элементтерде бұл сәт нөлге дейін азаяды, ал заттар магниттік қасиеттерге ие болады. Осылайша, жеке элементар бөлшектердің магниттік сәті бүкіл ядролық-атомдық жүйенің магниттік қасиеттеріне тікелей әсер етеді.

Электрондардың тақ санымен ферромагниттік элементтер тұрақты емес электронға байланысты нөлден тыс магнетизмге ие болады. Мұндай элементтерде көрші орбитальдар бір-бірімен үйлеседі, ал қалған электрондардың барлық жұлын сәттері ғарышта бірдей бағытты қабылдайды, бұл ең төменгі қуат күйіне жетуге әкеледі. Бұл процесс биржалық өзара әрекеттесу деп аталады.

Ферромагниттік атомдардың магниттік сәттерін теңестіру кезінде магнит өрісі пайда болады. Дегенмен магниттік сәттері бар атомдардан тұратын парамагнит элементтері ішкі магнит өрісі жоқ. Бірақ егер біз оларға магнетизмнің сыртқы көзі арқылы әрекет етсек, онда атомдардың магниттік сәттері теңестіріледі және бұл элементтер магниттік қасиеттерге ие болады.