Физика сплошных сред | страница 79
В щели магнита 2 находится набор катушек, которые создают небольшое горизонтальное магнитное поле В'. Эти катушки питаются током, осциллирующим с переменной частотой w, так что между полюсами магнита 2 создается сильное вертикальное магнитное поле В>0 и слабое осциллирующее горизонтальное магнитное поле В'.
Предположим теперь, что частота со осциллирующего поля подобрана равной w>p — частоте «прецессии» атомов в поле В. Переменное поле вызовет у некоторых из пролетающих атомов переход от одного значения J>zк другому. Атомы, спины которых были первоначально направлены вверх (J>г=+h/2), могут перевернуться вниз (J>z=-h/2). Теперь магнитный момент этих атомов перевернут, так что в магните 3 они будут чувствовать силу, направленную вниз, и полетят по траектории а', как показано на фиг. 35.5. Теперь они уже не смогут пройти через щель S>2 и попасть в детектор. Точно так же некоторые из атомов, спин которых был первоначально направлен вниз
(J>z=-h/2), перевернутся при прохождении через магнит 2 вверх (J>z=+h/2). После этого они полетят по траектории b' и не попадут в детектор.
Если частота осциллирующего поля В' значительно отличается от w>p оно не сможет вызвать переворачивания спина и атомы по своим «невозмущенным» орбитам пройдут прямо к детектору. Итак, как видите, можно найти частоту «прецессии» атомов w>p в поле В>0, подбирая частоту со магнитного поля В', пока не получим уменьшения тока атомов, приходящих в детектор. Уменьшение тока будет происходить тогда, когда w попадет «в резонанс» с w>p. График зависимости тока в детекторе от со может напоминать кривую, изображенную на фиг. 35.6.
Фиг. 35.6. Количество атомов в пучке при w=w>p уменьшается.
Зная w , можно найти величину g для данного атома.
Такой резонансный эксперимент с атомными или, как их часто называют, «молекулярными» пучками представляет очень красивый и точный способ измерения магнитных свойств атомных объектов. Резонансную частоту w>p можно определить с очень большой точностью, по сути дела значительно точнее, нежели мы способны измерить поле В>0, необходимое при нахождении g.
§ 4. Парамагнетизм
Теперь мне бы хотелось описать явление парамагнетизма вещества. Предположим, имеется вещество, в составе которого имеются атомы, обладающие постоянным магнитным моментом, например кристаллы медного купороса. В этих кристаллах содержатся ионы меди, у которых электроны на внутренних оболочках имеют суммарный момент количества движения и магнитный момент, не равные нулю. Таким образом, ионы меди будут источником постоянного магнитного момента молекул купороса. Буквально несколько слов о том, какие атомы имеют постоянный магнитный момент, а какие — нет. Любой атом, у которого число электронов
