磁铁产生的磁力,是电子轨道磁矩还是电子自旋磁矩公式?

磁性中,为什么t态时具有磁轨道贡献,而a或e态却没有磁轨道贡献_百度知道
磁性中,为什么t态时具有磁轨道贡献,而a或e态却没有磁轨道贡献
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磁性中T态时具有磁轨道贡献而A或E态却没有磁轨道贡献,原因是轨道角动量的不同。未成对电子绕核的轨道运动产生轨道角动量,对分子会产生轨道磁矩的贡献。大多数情况轨道角动量对分子磁矩的贡献很小或没有贡献。出现这种情况的原因是由于配体电场对金属离子d轨道的影响而使轨道角动量对分子磁矩的贡献部分或全部猝灭的结果。轨道对八面体和四面体配合物磁矩产生的贡献:凡是基谱项是T谱项的八面体或四面体配合物就有轨道磁矩的贡献;若是A或E谱项则轨道角动量完全猝灭,没有轨道磁矩的贡献。在原子中电子绕原子核运动,具有相应的轨道磁矩;电子本身还具有自旋磁矩。无论轨道磁矩还是自旋磁矩都是量子化的,它们在空间任意方向的投影值也是量子化的,经常用的却是后者。
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电子的轨道磁矩和自旋磁矩
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磁性是磁体本身的一种性质,为什么可以产生一种力来吸引铁?磁铁吸引了铁,使铁产生了相对运动.但磁铁为什么能永恒不变的吸引铁呢?它的能量从哪里来呢?为什么会符合能量守恒定律呢?
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一、物质磁性的起源如果磁是电磁以太涡旋,一个磁铁,没看到任何电磁以太的涡旋,为什么会有磁性?我们的回答是:物质的磁性起源于原子中电子的运动,电子的运动会产生一个电磁以太的涡旋.
早在1820年,丹麦科学家奥斯特就发现了电流的磁效应,第一次揭示了磁与电存在着联系,从而把电学和磁学联系起来.
为了解释永磁和磁化现象,安培提出了分子电流假说.安培认为,任何物质的分子中都存在着环形电流,称为分子电流,而分子电流相当一个基元磁体.当物质在宏观上不存在磁性时,这些分子电流做的取向是无规则的,它们对外界所产生的磁效应互相抵消,故使整个物体不显磁性.在外磁场作用下,等效于基元磁体的各个分子电流将倾向于沿外磁场方向取向,而使物体显示磁性.磁现象和电现象有本质的联系.物质的磁性和电子的运动结构有着密切的关系.乌伦贝克与哥德斯密特最先提出的电子自旋概念,是把电子看成一个带电的小球,他们认为,与地球绕太阳的运动相似,电子一方面绕原子核运转,相应有轨道角动量和轨道磁矩,另一方面又绕本身轴线自转,具有自旋角动量和相应的自旋磁矩.施特恩-盖拉赫从银原子射线实验中所测得的磁矩正是这自旋磁矩.(现在人们认为把电子自旋看成是小球绕本身轴线的转动是不正确的.)电子绕原子核作圆轨道运转和绕本身的自旋运动都会产生电磁以太的涡旋而形成磁性,人们常用磁矩来描述磁性.因此电子具有磁矩,电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成.在晶体中,电子的轨道磁矩受晶格的作用,其方向是变化的,不能形成一个联合磁矩,对外没有磁性作用.因此,物质的磁性不是由电子的轨道磁矩引起,而是主要由自旋磁矩引起.每个电子自旋磁矩的近似值等于一个波尔磁子 . 是原子磁矩的单位, .因为原子核比电子重2000倍左右,其运动速度仅为电子速度的几千分之一,故原子核的磁矩仅为电子的千分之几,可以忽略不计.孤立原子的磁矩决定于原子的结构.原子中如果有未被填满的电子壳层,其电子的自旋磁矩未被抵消,原子就具有“永久磁矩”.例如,铁原子的原子序数为26,共有26个电子,在5个轨道中除了有一条轨道必须填入2个电子(自旋反平行)外,其余4个轨道均只有一个电子,且这些电子的自旋方向平行,由此总的电子自旋磁矩为4 .二、 物质磁性的分类1、 抗磁性当磁化强度M为负时,固体表现为抗磁性.Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这种性质.在外磁场中,这类磁化了的介质内部的磁感应强度小于真空中的磁感应强度M.抗磁性物质的原子(离子)的磁矩应为零,即不存在永久磁矩.当抗磁性物质放入外磁场中,外磁场使电子轨道改变,感生一个与外磁场方向相反的磁矩,表现为抗磁性.所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化.抗磁性物质的抗磁性一般很微弱,磁化率H一般约为-10-5,为负值.2、 顺磁性顺磁性物质的主要特征是,不论外加磁场是否存在,原子内部存在永久磁矩.但在无外加磁场时,由于顺磁物质的原子做无规则的热振动,宏观看来,没有磁性;在外加磁场作用下,每个原子磁矩比较规则地取向,物质显示极弱的磁性.磁化强度与外磁场方向一致,为正,而且严格地与外磁场H成正比.顺磁性物质的磁性除了与H有关外,还依赖于温度.其磁化率H与绝对温度T成反比.
式中,C称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小.顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下H约为10-5.一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质.3、 铁磁性对诸如Fe、Co、Ni等物质,在室温下磁化率可达10-3数量级,称这类物质的磁性为铁磁性.铁磁性物质即使在较弱的磁场内,也可得到极高的磁化强度,而且当外磁场移去后,仍可保留极强的磁性.其磁化率为正值,但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H变小.铁磁性物质具有很强的磁性,主要起因于它们具有很强的内部交换场.铁磁物质的交换能为正值,而且较大,使得相邻原子的磁矩平行取向(相应于稳定状态),在物质内部形成许多小区域——磁畴.每个磁畴大约有1015个原子.这些原子的磁矩沿同一方向排列,假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场,“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态.这种自生的磁化强度叫自发磁化强度.由于它的存在,铁磁物质能在弱磁场下强列地磁化.因此自发磁化是铁磁物质的基本特征,也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在.铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失.这一温度称为居里点 .在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律,
式中C为居里常数.4、 反铁磁性反铁磁性是指由于电子自旋反向平行排列.在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁矩是同向排列的;在不同子晶格中,电子磁矩反向排列.两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体 .反铁磁性物质大都是非金属化合物,如MnO.不论在什么温度下,都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现象,因此其宏观特性是顺磁性的,M与H处于同一方向,磁化率 为正值.温度很高时, 极小;温度降低, 逐渐增大.在一定温度 时, 达最大值 .称 为反铁磁性物质的居里点或尼尔点.对尼尔点存在 的解释是:在极低温度下,由于相邻原子的自旋完全反向,其磁矩几乎完全抵消,故磁化率 几乎接近于0.当温度上升时,使自旋反向的作用减弱, 增加.当温度升至尼尔点以上时,热骚动的影响较大,此时反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为.三、电子轨道磁矩与轨道角动量的关系设轨道半径为r (圆轨道)、电子速率为v则轨道电流I:电子的轨道磁矩 对处于氢原子基态的电子, 电子的轨道角动量(圆轨道)L = mvr 式中m 为电子质量由于电子带负电,电子轨道磁矩与轨道角动量的关系是:(此式虽由圆轨道得出,但与量子力学的结论相同)在这里要特别强调指出的是:电子轨道磁矩与轨道角动量成正比.四、电子自旋磁矩与自旋角动量的关系
实验证明:电子有自旋(内禀)运动,相应有自旋磁矩大小为自旋磁矩和自旋角动量 S 的关系:在这里又要特别强调指出的是:电子自旋磁矩又与自旋角动量成正比.磁矩与角动量成正比不是偶然的.因为电子的角动量越大,它所带动的电磁以太涡旋的角动量也越大,磁矩当然也就越大了.这也就从另一个侧面印证了磁是以太的涡旋.
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电子的自旋收藏
电子的自旋如果用经典的自旋来解释,就会发现电子赤道上的·旋转速率大于光速,所以现在书上都说电子的自旋是电子的内禀运动。这样解释的话,电子的内禀自旋不是经典的自旋。可是电子是可以在内禀自旋之外,存在经典自旋的啊。可是我们从来没看到存在经典自旋的证据啊。经典自旋若不存在,那内禀自旋就只能从经典自旋中来呀。请大神们解释一下这个两难的问题。
【经典自旋若不存在,那内禀自旋就只能从经典自旋中来呀。】呵呵……另外,提醒楼主不要老发太水的问题,你惯于发什么帖子大家都有意识。
物理不好也就算了 话也说不清楚
自旋就是个数学模型,和实验符合的很好。知道这点就够了,去探究它到底是个啥玩意难度极大,也毫无意义。
LZ的意思是该换种叫法么,
当前主流的看法是电子没有体积 既然没有体积 电子就是一个点 电子果真没有体积吗? 只不过电子的尺度上限小于某一个非常小的数值而已
觉的大家都好凶残…貌似这里不允许有水…大家好我是吧主朋友,别骂我…⊙ω⊙
尽量把语言组织好再发 以减少误会
经典力学____自旋?
书上的解释: 以经典观点电子如果是质点则不存在角动量弱具有经典半径2.8飞米其表面线速度将比光速大两个数量级。电子自旋比轨道角动量大一倍的磁旋比。狄拉克给出了相对论量子力学方程,电子自旋的概念自然涌现出来。
自旋没有经典对应物自旋角动量算符与轨道角动量都是微分空间转动算符,满足相同的对易关系。-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------而朱栋培的书用1927年斯特恩-格拉赫实验引出自旋。也就是用原子磁矩验证测量空间量子化。氢原子处于基态时轨道角动量为0,角量子数为0,磁矩也为0,在不均匀磁场中不应该分裂,屏上只应在入射位置有一条斑纹,而实验结果分裂成两束,说明基态氢原子也有一定磁矩,实验磁场梯度可以测定,原子束经过磁场后偏转位移可以测定原子磁矩,氢原子和银原子基态磁矩都是一个玻尔磁子,氢原子只有一个电子磁矩总和角动量联系在一起,原子电子除了轨道角动量以外,还有一个未被认识的固有角动量——即自旋。事实上,1925年乌伦贝克和歌德斯密脱为了解释光谱线的精细结构就已经提出电子自旋假设:1.电子具有内禀角动量,在空间任何方向的投影只能有两个值。2.电子都具有自旋磁矩最大区别在于电子自旋产生的磁矩g因子为2,而轨道角动量产生磁矩的g因子为1微观粒子都具有自旋描述状态时除了三维空间空间运动外还要引入第四个自由度自旋变量加在波函数上。
然后引入自旋算符和泡利自旋矩阵……======================================================================格里菲斯的书强调了 角动量经典描述与量子力学中出现的本质区别,电子的这种角动量与空间运动没有任何关系,是另一个自由度,但与经典自旋又有类似之处。
同样也是强调算符、对易关系与泡利自旋矩阵……=====================================================================而朗道的书更强调,量子力学必须赋予基本粒子与空间运动无关的内禀角动量,并且这个性质在原则上不存在经典解释(当普朗克常数h—bar趋近于0 时特有性质才消失)。
后面的内容也同样是自旋算符、对易关系与泡利自旋矩阵……另外第一推动丛书的很多科普书都 从不同角度来科普了自旋与经典旋转的区别。卡罗尔的书,强调粒子总角动量不随时间变化,也就是说做轨道运动的粒子通过相互作用变成了一个不做轨道运动的粒子
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电子自旋可以看成爱因斯坦圆盘的加强版,3维旋涡的视觉效果,其实是可以想象其结构的,可与这个图为基础进行具像化构思它的结构。
SimonSIE:一个母亲,女儿被强奸,自己上访被劳教,最后得到了1000元赔偿。一个西班牙人,把国足带到绝路,最后拿着7650万离开了中国。一个铁道 部长,贪了几亿,最后死缓。一个企业家,为瓜分贱卖他的财产,瞒着家人偷偷执行了死刑。一个卖西瓜的劳模小贩,在光天化日家人的眼皮下被活活砸死。一个歌唱
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