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coki2008xmu金蟲 (正式寫手)
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[交流]
【求助】關(guān)于磁矩和古埃天平測(cè)物質(zhì)磁化率的問(wèn)題，求教
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分子磁矩中電子軌道磁矩和電子自旋磁矩以及核磁矩哪個(gè)對(duì)分子總磁矩貢獻(xiàn)最大？ 古埃天平測(cè)磁化率實(shí)驗(yàn)中的力F是什么力？來(lái)源？如何產(chǎn)生的？ 謝謝！ [ Last edited by coki2008xmu on 2009-3-8 at 19:11 ] |
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首先，核磁矩與電子的自旋或是軌道磁矩不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的�？紤]到波爾磁子的表達(dá)式eh/4pi*m，由于核子的質(zhì)量是電子的質(zhì)量的一千倍，所以描述核子的磁矩單位是電子的千分之一，在一般情況下核磁矩可以忽略不計(jì)。 對(duì)于小尺寸的分子或是團(tuán)簇，電子的軌道磁矩和自旋磁矩都比較重要。但是對(duì)于大分子，自旋磁矩更重要。 對(duì)于試驗(yàn)，嗯，我不清楚。  [ Last edited by yzcluster on 2009-3-6 at 22:55 ] |
2樓2009-03-06 22:53:28
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3樓2009-03-10 18:32:42
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我可以給你舉兩個(gè)“極端”的例子。 小的“分子”，其實(shí)原子就是分子的下線。以碳原子為例，我們知道C的核外排布為2s2sp2，由于p軌道未滿，因此兩個(gè)電子是自旋平行排列的，應(yīng)該具有2個(gè)波爾磁子的磁矩。然而自由基態(tài)碳原子是沒(méi)有磁矩的，原因就是根據(jù)洪特定則，總的角動(dòng)量量子數(shù)L=J-S為0，說(shuō)明軌道和自旋磁矩被抵消了。這就說(shuō)明在原子中兩中磁矩貢獻(xiàn)是相當(dāng)?shù)模医Y(jié)論對(duì)小尺寸分子也有效。 另一個(gè)極端，大的“分子”，比如周期的固體。很顯然在很多鐵組材料中，由于晶體場(chǎng)的原因而發(fā)生的軌道磁矩淬滅，體系的磁矩基本上完全有自旋來(lái)提供。其實(shí)，比如說(shuō)，對(duì)于金屬的巡游電子的磁性理論中，著名的Stoner模型就是將HUBBARD哈密頓量做平均場(chǎng)近似（也就是HFA），不過(guò)考慮到Stoner模型的缺陷，可以進(jìn)一步采用無(wú)規(guī)項(xiàng)近似(RPA)，這樣可以求出金屬體系的自旋波的激發(fā)。不過(guò)這是另外的問(wèn)題，就不進(jìn)一步討論了。打字太累。 |
4樓2009-03-10 19:28:58
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5樓2009-03-10 23:50:05
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是否我沒(méi)說(shuō)清楚？利用洪特規(guī)則只是為了說(shuō)明對(duì)于C原子這個(gè)典型例子，它的總磁矩為0，兩種磁矩相同。當(dāng)然，雖然洪特規(guī)則對(duì)基態(tài)小尺寸分子，團(tuán)簇也適用，但是不能直接說(shuō)明軌道磁矩和自旋磁矩的關(guān)系。因?yàn)樾》肿又械能壍朗怯皿w系對(duì)應(yīng)點(diǎn)群的不可約表示來(lái)標(biāo)識(shí)的，與原子軌道可以用軌道角動(dòng)量L標(biāo)識(shí)不同，分子軌道是原子軌道的線性疊加。 另外，至于角動(dòng)量量子數(shù)是否可以相加或是相減，你可以再?gòu)?fù)習(xí)一下量子化學(xué)或是初等量子力學(xué)的角動(dòng)量耦合部分。  |
6樓2009-03-11 07:14:46
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7樓2009-03-12 12:56:31
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在初等量子力學(xué)中，自旋量子數(shù)為1/2是由實(shí)驗(yàn)引入，其對(duì)易關(guān)系也是類比于軌道角動(dòng)量得到的。對(duì)于自旋的合理解釋，是在相對(duì)論量子力學(xué)的狄拉克方程中出現(xiàn)的。 O2分子具有固有磁矩，而且磁矩是由其HOMO上兩個(gè)未成對(duì)電子提供的。這說(shuō)明在該分子中自旋磁矩是重要的。但是，O2分子可以算是一個(gè)特例，很顯然，對(duì)于物理或是化學(xué)的體系不會(huì)向數(shù)學(xué)定理那樣有嚴(yán)格的論證，有時(shí)會(huì)有例外。這往往也是自然科學(xué)的有趣之處，不是嗎？另外，我目前沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)O2分子的總磁矩的數(shù)值，很難說(shuō)其中的軌道磁矩是否真的可以忽略不記�；蛟S只是所占成分比較小罷了。 最后，通過(guò)這幾個(gè)帖子我建議LZ有時(shí)間的話多看一些理論方面的書。做理論的就不用說(shuō)了，我想即使是搞試驗(yàn)的把一些基本概念搞清楚還是有必要的。 好了，對(duì)于此貼就說(shuō)這么多，打字太麻煩。 [ Last edited by yzcluster on 2009-3-12 at 15:55 ] |
8樓2009-03-12 15:39:28
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9樓2009-03-13 22:37:17
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zt970831(金幣+3,VIP+0):感謝您的交流，歡迎常來(lái)物理版：） 3-6 22:54 首先，核磁矩與電子的自旋或是軌道磁矩不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的�？紤]到波爾磁子的表達(dá)式eh/4pi*m，由于核子的質(zhì)量是電子的質(zhì)量的一千倍，所以描述核子的磁矩單位是電子的千分之一，在一般情況下核磁矩可以忽略不計(jì)。 對(duì)于小尺寸的分子或是團(tuán)簇，電子的軌道磁矩和自旋磁矩都比較重要。但是對(duì)于大分子，自旋磁矩更重要。 對(duì)于試驗(yàn)，嗯，我不清楚 謝謝，但是波爾磁子的表達(dá)式eh/4pi*m中的m是電子質(zhì)量，求解過(guò)程普物中有。這和原子核自旋似乎無(wú)關(guān)，而且指的是電子軌道自旋，對(duì)于電子自旋還要加上g因子，似乎要差上兩倍。 |
10樓2009-03-20 00:07:44
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