Выше говорилось о научных применениях эффекта Мессбауэра, в заключение приведем несколько примеров технического исполь­зования этого удивительного явления. В настоящее время созданы простые и портативные приборы для анализа содержания полезно­го ископаемого в руде с помощью эффекта Мессбауэра. Эти приборы помогают геологам искать полезные ископаемые. Конечно, речь идет о поиске соединений, содержащих в своем составе атомы мес­сбауэровского элемента. На рисунке 3.15 изображены приборы для поиска олоза в виде касситерита — Sn02. Принципиальная схема их работы такая же, как в описанных выше экспериментах (рис. 3.12), Приборы снабжаются набором стандартных источников мессбауэ­ровского излучения, а в качестве рассеивателя или поглотителя используется исследуемый образец. По интенсивности резонансно рассеянного (поглощенного) излучения судят о процентном содер­жании в руде искомого минерала. Использование мессбауэровского рудоискателя ускоряет и облегчает поиски минералов, так как де­лает ненужным проведение сложного, а иногда и невозможного в полевых условиях химического анализа исследуемого минерала.

каждый в детстве почувствовал удивление, впервые увидев магнит. Не для всех это событие послужило толчком к размышлению о явлениях, происходящих в окружающем нас мире, как это было с Альбертом Эйнштейном, но, по-видимому, ощу­щение чуда сохранилось надолго.

Иссдедуя свойства электронов, протонов, нейтронов, ученые установили, что они являются микроскопическими магнитиками. Это свойство столь же присуще частицам, как масса или как за­ ряд — электрону и протону. Можем ли мы объяснить, почему элек­трон, протон и нейтрон — магнитики? Да, можем. Однако для объ­яснения необходимо углубиться в природу частиц.

Для того чтобы понять магнитные свойства макроскопических тел — кристаллов (это главная тема статьи), очень важно разо­браться в том, как устроен атом того или другого вещества. Кван­товая механика показывает, что электроны в атоме имеют не любую энергию, а находятся в определенных состояниях.

Кристалл — сравнительно простая конструкция. Атомы или молекулы сложены в нем в строго определенном порядке, бесконеч­но повторяя одну ячейку, в которой, как правило, всего несколько атомов. Магнитные свойства кристаллов существенно зависят от того, обладает ли магнитным моментом одна ячейка кристал­ла или нет. Если обладает, то такой кристалл называют парамагнит­ным, если нет — диамагнитным. В природе много тех и других.

Теперь нам известен строительный материал, из которого сле­жены магнитные тела. Это — атомы или молекулы с магнитными моментами, отличными от нуля.

ной температурой Кюри, а энер­гия kS(по порядку величины) равна энергии взаимодействия между соседними магнитными моментами. Формулу (2) тоже можно вывести, пользуясь зако­нами классической физики. Это сделал французский ученый П.

Если парамагнетик был бы бесконечным, то все происходило бы так, как описано в предыдущем разделе: при понижении темпе­ратуры ниже точки Кюри тело приобрело бы (спонтанно!) маг­нитный момент, который возрастал бы с понижением температуры.

В 30-х годах в Харькове группа молодых ученых под руковод­ством Л. В. Шубникова обнаружила удивительные аномалии в по­ведении ряда веществ — хлоридов переходных элементов. Их теп­лоёмкость при некоторой температуре (характерной для каждого вещества) изменялась скачком, а магнитная восприимчивость имела при той же температуре максимум. За несколько лет до этого Л. Д. Ландау теоретически исследовал поведение системы магнит­ных моментов, обменное взаимодействие между которыми таково, что им выгодно располагаться антипараллельно. Он показал, что при определенной температуре (она потом получила название тем­пературы Нееля On) в расположении магнитных моментов воз­никает определенный порядок.

Для понимания свойств магнетика знать, как расположены магнитные моменты атомов, необходимо, но еще важно представлять себе, как они движутся.

 

Это утверждение относится не только к магнетикам. Чтобы по­нять свойства любого кристалла, надо знать расположение атомов, но столь же необходимо знать, как движутся атомы: знать, что атомы колеблются вокруг положений равновесия, что колебания в виде волн распространяются по кристаллу, что каждой волне можно поставить в соответствие определенную частицу — фонон.

Теперь, когда понятна микроскопическая природа спиновой волны— волны переворотов спинов, можно попытаться описать ее несколько более упрощенно, используя макроскопические термины.

Copyright © 2024 Профессиональный педагог. All Rights Reserved. Разработчик APITEC
Scroll to top