Ванфлековский парамагнетизм. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Ванфлековский парамагнетизм - парамагнетизм ,обусловленный деформацией электронной оболочки атома (или иона) приложенным магн. полем H; деформация приводит к индуцированию магн. момента у атома (иона), если его электронная оболочка не обладает сферич. симметрией или осевой симметрией относительно H. T. о., В. п. является поляризационным, в отличие от ориентац. парамагнетизма, при к-ром магн. поле только выстраивает уже имеющиеся у атомов магн. моменты. Теорию поляризационного парамагнетизма разработал Дж. Ван Флек (J. Van Vleck, 1927). Кван-товомеханич. ф-ла магн. восприимчивости

системы слабовзаимодействующих частиц (атомов, молекул), у к-рых электронные оболочки не обладают сферич. симметрией, включает член (см. Диамагнетизм), учитывающий вклад в

возможных (виртуальных) квантовых переходов между энергетически наинизшим состоянием системы

и её возбуждёнными состояниями

Здесь

- парамагн. восприимчивость 1 моля,

- оператор z-составляющей суммарного орбитального и спинового моментов всех электронов системы. Квадрат модуля

недиагональных матричных элементов оператора

определяет вероятность квантовых переходов в системе, описываемых оператором

(внеш. поле H направлено по оси z). Сумма (1) при

положительна и определяет поляризационный парамагнетизм; он тем больше, чем меньше разность

Пока не происходит теплового возбуждения более высоких уровней энергии, поляризац. парамагн. восприимчивость не зависит от температуры, что отличает её от ориентац. парамагн. восприимчивости, уменьшающейся с ростом температуры. Наиб. ярко В. п. выявляется в соединениях ионов Eu³⁺ и Sm³⁺ . Соединения Eu³⁺ не обладают при низких темп-pax ориентац. парамагнетизмом, т. к. осн. состояние этого иона является синглетным, т.е. полный момент атома в этом состоянии J=O. В. п. в соединениях, содержащих Eu³⁺, особенно велик, т.к. расстояние между нижними уровнями мультиплета мало (

300 см^-1). Благодаря этому при низких темп-pax (ниже 100 К) магн. восприимчивость соединений Eu³⁺ не зависит от температуры и составляет заметную величину (

10 ^-2).

Вещества, содержащие парамагн. ионы с синглетным осн. состоянием, наз. поляризационными или ванфлековскими парамагнетиками. Ванфлековскими парамагнетиками, кроме соединений Eu³⁺ , могут быть и соединения др. редкоземельных ионов с чётным числом электронов в незаполненной оболочке, осн. уровень к-рых расщепляется кристаллич. полем так, что нижний уровень является синглетным, а расстояние до ближайшего уровня невелико и составляет десятки см^-1. К таким ионам с сильным В. п. в первую очередь относятся Pr³⁺, Tm³ ⁺ , Tb³⁺ и Ho³⁺.

Ванфлековские парамагнетики могут быть использованы для получения сверхнизких температур методом ади-абатич. размагничивания ядерной спиновой системы (С. А. Альтшулер, 1966). Индуцированный магн. полем электронный магн. момент создаёт благодаря сверхтонкому взаимодействию эффективное ноле на ядре, к-рое в 10-100 раз больше приложенного магн. поля. Благодаря этому существенно улучшаются эксперим. возможности (стартовые темп-pa и магн. поле, холодопроизводительность) метода. Так, с помощью интерметаллич. соединений типа PrNi₅ удаётся получать температуру 1-3 мК, размагничивая их от нач. температуры 50 мК и нач. поля 2 Тл.

Литература по ванфлековскому парамагнетизму

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.