8. Các chữ viết tắt trong đề tài
2.5.3.4. Thuyết electron về các chất từ
Ngay từ năm 1851 Faraday đã nhận thấy mọi chất đều chịu tác dụng của lực từ. Ông xếp các chất thành nhóm thuận từ, nhóm nghịch từ và tìm cách giải thích bản chất của các nhóm này nhưng không thành công.
Khi thuyết electron ra đời, người ta giải thích được cơ chế của hiện tượng thuận từ và nghịch từ như sau:
Trang 50
a. Thuận từ.
Trong các chất thuận từ, chuyển động của các electron trong nguyên tử tạo ra xung quanh chúng một từ trường. Mổi nguyên tử có thể khảo sát như một dòng điện khép kín có mômen từ
0
M .Đây chính là dòng điện phân tử trong giả thuyết của Amper.
Khi chưa có từ trường ngoài các dòng điện này phân bó hỗn loạn theo mọi phương, các mômen từ triệt tiêu lẫn nhau và chất thuận từ không có từ tính.
Khi đặt chất thuận từ vào từ trường ngoài B0, đồng thời có sự xuất hiện mômen từ bổ sung do phép quay tiến động của các electron và sự định hướng lại các mômen từ nguyên tử. Tác dụng làm xuất hiện mômen từ bổ sung rất yếu so với tác dụng định hướng các mômen từ nguyên tử, nên có thể bỏ qua.
Dưới tác dụng của từ trường ngoài các mômen từ nguyên tử sắp xếp có trật tự hơn, định hướng ưu tiên theo hướng của từ trường ngoài, do đó làm tăng từ trường ban đầu B. Từ trường ngoài càng mạnh thì số các mômen từ nguyên tử định hướng càng lớn.
Chuyển động nhiệt của nguyên tử gây ra tác dụng ngược lại, nó ngăn cản sự định hướng này. Nhiệt độ càng cao thì sự định hướng của các mômen từ nguyên tử càng khó. Do đó, khi nhiệt độ của vật thuận từ tăng thì độ từ thẩm của nó giảm. Cũng do chuyển động nhiệt của các nguyên tử, nên khi trường ngoài mất đi thì các mômen từ nguyên tử lại phân bố hỗn loạn và vật thuận từ mất từ tính.
b. Nghịch từ. Khi chưa có từ trường ngoài, mỗi electron của chất nghịch từ có một mômen từ M 0. Nhưng các mômen từ của các electron trong nguyên tử xếp đặt một cách đối xứng và khử lẫn nhau, nên mômen từ của cả nguyên tử M 0.
Khi đặt vật nghịch từ vào từ trường ngoài, mọi electron dưới tác dụng của từ trường này đều quay tiến động theo cùng một chiều. Mỗi electron có thêm một mômen từ bổ sung ngược chiều với trường ngoài và không phụ thuộc vào chiều quay ban đầu của electron. Tổng hợp các mômen từ bổ sung các electron trong nguyên tử tạo thành mômen từ bổ xung của nguyên tử, ngược chiều với từ trường ngoài. Chất nghịch từ bị nhiễm từ ngược chiều với từ trường ngoài và làm yếu từ trường ngoài.
Khác với thuận từ, tính nghịch từ không phụ thuộc nhiệt độ vì chuyển động nhiệt không làm ảnh hưởng đến các mômen từ bổ sung.