PDF (1 MB) - FMI

10.4. MOLEKULAARINEN MAGNEETTIKENTTÄ 12510.4 Molekulaarinen magneettikenttäTarkasteltaessa aineen magnetismia molekyylitasolla kenttien B ja H välinenero olennaisesti katoaa, sillä molekyylien ajatellaan sijaitsevan tyhjössä jamikroskooppinen magneettikenttä B m tarkasteltavan molekyylin kohdallavoidaan korvata mikroskooppisella kentällä H m kirjoittamallaB m = µ 0 H m (10.28)Molekulaarisen magneettikentän muodostavat kaikki ulkoiset sähkövirrat jakaikki molekulaariset dipolit lukuunottamatta molekyyliä, jonka kohdallakenttä lasketaan. Tehdään tarkasteltavan pisteen ympärille onkalo, jonkaulkopuolinen väliaine käsitellään jatkumona samalla tavalla kuin luvussa10.1 molekulaarista polarisoitumista määritettäessä. Molekulaarinen kenttäon siisH m = H + H s + H near (10.29)missä H on makroskooppinen kenttä, H s onkalon reunoilla olevien pintadipolienaiheuttama kenttä jaH near onkalon sisällä olevien dipolien tuottamakenttä. Samanlaisella laskulla, jolla määritettiin E m edellä, saadaan(vrt. luku 6.6, tasaisesti magnetoitunut pallo)Onkalossa olevat dipolit antavat puolestaanH near = 1[∑ 3(mi · r i )r i4πH s = 1 3 M (10.30)ir 5 i− m ]iri3(10.31)missä r i on etäisyys onkalon keskipisteestä i:nteen dipoliin. Suurelle joukolleaineita H near on merkityksettömän pieni, jolloinH m = H + 1 3 M (10.32)10.5 Para- ja diamagnetismistaTässä luvussa käsitellään hieman yksityiskohtaisemmin väliaineen vaikutustamagneettikenttään. Rajoitumme tässä kvalitatiiviseen käsittelyyn. Hyviäkuvauksia voi löytää korkeatasoisista lukion oppikirjoistakin (esim. Kurki-Suonio et al., Kvantti 2, jota tässä onkäytetty yhtenä lähdeteoksena).Aine magnetoituu ulkoisessa magneettikentässä. Väliaine ja kenttääntuodut kappaleet synnyttävät oman magneettikenttänsä. Tilanne on kuitenkinselvästi erilainen kuin sähkökentän tapauksessa, mikä lienee tuttua kaikillehankaussähkön ja kestomagneettien kanssa leikkineille. Kaikkien aineidenpolarisoituminen sähkökentässä havaitaan siitä, että varattu kappale