2019-10-19
В $1 см^{3}$ парамагнитной соли содержится $10^{22}$ атомов с магнитным моментом в один магнетон Бора каждый.
Соль помещается в однородное магнитное поле напряженностью $10 000 гс (1 вебер/м^{2})$. Выразите в процентах избыток параллельных полю спинов при комнатной температуре и температуре жидкого гелия.
Решение:
Избыток параллельных полю спинов можно найти, для магнитного момента единицы объема $M$, если поделить $M$ на магнитный момент одного атома:
$\frac{N_{изб}}{N} = th \frac{ mu_{0}B }{ kT}$.
При $T = 300^{ \circ} К$ отношение $\frac{ \mu_{0}B}{kT}$ равно $2,3 \cdot 10^{-3}$ и, следовательно, $\frac{N_{изб}}{N} = th 0,0023 \approx 0,23$%. При $T = 4,2^{ \circ} К$ отношение $\frac{ \mu_{0}B}{kT}$ равно 0,16 и $\frac{N_{изб}}{N} = 15,9$%.