liikuvusega. 7. Mis on aatomite elektronegatiivsus? 8. Materjalide liigitus magnetiliste omaduste põhjal. 9. Kuidas sõltub metallide eritakistus temperatuurist? Variant 2 1. Vedeldielektrikute läbilöögimehhanism. 2. Kovalentne side. 3. Dielektrikute polarisatsioon, polarisatsiooni liigid. 4. Milliseid materjale loetakse magnetkõvamaterjalideks? 5. Mis on ferromagneetiku peamagneetimiskõver? 6. Magnetmomendi definitsioon. 7. Kadudega ioonpolarisatsiooni tekkemehhanism ja põhilised seosed. 8. Materjalide jaotus vastavalt elektrijuhtivusele. 9. Dielektriku aseskeem ja dielektrikukadude arvutamine. Variant 3 1. Ferromagnetiku peamagneetimiskõver 2. n - tüüpi polarisatsioon 3. Lähikorrastatud ja kaugkorrastatus 4. Aatomi magnetmoment 5. Spontaanpolarisatsioon 6. Kuidas sõltub elektrijuhtide eritakistus temperatuurist 7
Aatomi koostis Aatom koosneb positiivse laenguga aatomituumast, mida ümbritsevad negatiivse laenguga elektronid. Thomsoni aatomimudel, selle puudused Thomsoni aatomimudeli põhipuudus: kiirgus ja neeldusspektri korrapära ei vastanud mudelile. Kiirgus- ja neeldumisspektrid 1. Pidevspektrid - kiirgus esineb igal lainepikkusel Pideva spektri annavad tahkes olekus olevad kehad. 2. Joonspektrid - kiirgus esineb kindlatel lainepikkustel Joonspekter esineb lihtainete puhul atomaarses olekus. Igal kehel on jooned erinevalt. Rutherfordi katse Üliõhukest kuldlehte pommitati positiivsete -osakestega, et näha kuhu kanduvad osakesed peale lehe läbimist. Oletati, et positiivsed ja negatiivsed osakesed jaotuvad kuldlehed ühtlaselt, kuid kõrvalkalded olid suuremad nii arvutustes ja oletustes. -osakeste põhjal, mis kaldusid kõrvale tehti uued arvutused ja märgati, et positiivne laeng oli kuldlehes koondunud väga väikesesse o...
näitajaks. Kvantsaagise näitaja asub vahemikus 0 (pole fluorestsentsi) kuni 1 (kõik molekulid on ergastatud olekus ja põhjustavad fluorestsentsi). kus nfl - fluorestseerivate kvantide arv ja nneel - neeldunud kvantide arv. 28.Miks TMR meetodiga saab analüüsida vaid tuumasid , mille spinnkvantarv ei ole võrdne nulliga? Kuna tuumad, kus spinnkvantarv ehk I=0 ei oma magnetmomenti ja neid ei saa uurida TMR meetodiga. Spinn määrab tuuma magnetmomendi lubatud orientatsioonide arvu välises staatilises magentväljas. 29.Kuidas tekib magnetmomendi pretsessioon? Kui tuum on asetatud välisesse magnetvälja B0 ja raadiosagedusliku välja B1, siis magnetmoment kaldub kõrvale teatud nurga all ja pretsesseerub ehk pöörleb ümber välise välja kihi B0. 30. Resonantsi tingimus TMR-s Raadiosageduslik väli B1 võib industeerida üleminekuid energiavoode vahel, kui tema sagedus
Spontaanne polarisatsioon 4. Milliseid materjale loetakse magnetkõvamaterjalideks? Kõvamagnetmaterjalideks loetakse aineid, mille jääkmagnetism (remanentsmagnetism) Br on suur ning koertsiivjõud Hc > 4 kA/m 5. Mis on ferromagneetiku peamagneetimiskõver? Hüstereesisilmuste otspunktide ühendamisel saadakse peamagneetimiskõver. Ferromagneetikute magneetimiskõver saadakse alalismagnetvälja ühtlasel aeglasel tõusul. 6. Magnetmomendi definitsioon. Kui aatomis toimub laengute liikumine, siis kaasneb sellega magnetmoment m=i*S , kus i- elementaarvool aatomis. 7. Kadudega ioonpolarisatsiooni tekkemehhanism ja põhilised seosed.
· peakvantarv, n määrab elektroni energianivoo, n = 1, 2, 3, 4 ... , (kihid: K, L, M, N ..); · orbitaal- ehk kõrvalkvantarv, l määrab elektroni energia alanivoo, iseloomustab orbitaali kuju, l = 0, 1, 2, 3, ..., n-1 (orbitaalid: s, p, d, f ..); · magnetkvantarv, ml määrab orbitaalide arvu alanivool, iseloomustab orbitaali orientatsiooni ruumis, ml = 0, ± 1, ± 2, ± 3 ..., ± l; 1s · spinnkvantarv, ms määrab elektroni magnetmomendi suuna, ms = ± ½ . 2s 2p 3s 3p 3d Pauli printsiip aatomis ei saa olla kahte (või enamat) elektroni samas 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g kvantolekus; 6s 6p 6d aufbau printsiip elektronid täidavad orbitaale energia kasvu järjekorras; 7s 7p
.); • orbitaal- ehk kõrvalkvantarv, l – määrab elektroni energia alanivoo, iseloomustab orbitaali kuju, l = 0, 1, 2, 3, …, n-1 (orbitaalid: s, p, d, f ..); • magnetkvantarv, ml – määrab orbitaalide arvu alanivool, iseloomustab orbitaali orientatsiooni ruumis, ml = 0, ± 1, ± 2, ± 3 …, ± l; 1s • spinnkvantarv, ms – määrab elektroni magnetmomendi suuna, ms = ± ½ . 2s 2p 3s 3p 3d Pauli printsiip – aatomis ei saa olla kahte (või enamat) elektroni samas 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 5g kvantolekus; 6s 6p 6d aufbau printsiip – elektronid täidavad orbitaale energia kasvu järjekorras; 7s 7p
Heiti Aarna 2008 Magnetism 2 Magnetiline induktsioon B on magnetvälja mingit punkti iseloomustav vektoriaalne suurus, mille suund määratakse magnetvälja sellesse punkti asetatud vooluga kontuuri positiivse pinnanormaali suunaga kontuuri tasakaalses asendis ja mille moodul leitakse kontuurile mõjuva maksimaalse jõumomendi ja kontuuri magnetmomendi suhtena. Magnetilise induktsiooni B ühik SI-s: [ B] = 1 N m = 1T (tesla ). A m2 1 T (tesla) on magnetvälja sellise punkti magnetiline induktsioon, millesse asetatud vooluga kontuurile magnetmomendiga 1 Am2 mõjub seda kontuuri pöörav maksimaalne jõumoment 1 N m. LAETUD OSAKESE LIIKUMINE MAGNETVÄLJAS. Magnetväljas liikuvale laetud osakesele mõjub jõud Lorentzi jõud FL:
l = 1 m = 0; +-1 => 2p n=3 l=0 m=0 => 3s l = 1 m = 0; +-1 => 3p l = 2 m = 0; +-1; +-2 => 3d 2 orbitaalide üldarv energianivool on n => 1; 1+3; 1+3+5; etc spinnkvantarv ms – määrab elektroni magnetmomendi suuna ms = +- ½ Pauli prinsiip – aatomis ei saa olla kahte ega enamat elektroni samas kvantolekus (kõik neli kvantarvu – n, l, m, ms – ei saa olla ühesugused) igal võrdse n, l ja m-ga orbitaalil saab asuda ainult kaks elektroni, mille spinnid peavad olema vastassuunalised. minimaalse energia/aufbau prinsiip – elektronidel peab aatomis olema minimaalne potentsiaalne energia / elektronid täidavad orbitaalid energia kasvu järjekorras
8) VOOLU MAGNETVÄLI JA MAGNEETIKUD Diamagneetikud ( < 0, µ < 1) · Magnetiline vastuvõtlikkus on negatiivne ja väike ja konstantne · (Ainult ülijuhis on see täpselt 1) · Indutseeritud väli on algväljale vastupidise suunaga Diamagneetikute aatomi magnetmoment on 0, nt. täiesti kerasümmeetrilise elektronide liikumise puhul · heelium, argoon, neoon, vask, berüllium, süsinik jt. § Välises väljas hakkab diamagneetiku elektroni orbiit vurritaoliselt pretsesseeruma nii, et nurk magnetmomendi ja välja suuna vahel säilib > lisaringvoolu tekkimine > lisamagnetmoment Need lisamagnetmomendid püüavad takistada magnetvälja kasvu diamagneetikutes tekkiv väli on vastupidine nendele mõjuvale magnetväljale. Kokkuvõttes väheneb aines magnetinduktsioon võrreldes välise välja magnetinduktsiooniga Diamagnetiline effekt on omane kõikidele aatomitele. Siiski jälgitav ainult siis, kui aatom ei oma magnetmomenti ilma välise väljata.
F=evB+eE. Tavalistel kiirustel on magnetjõud tühiselt väiksed, Sest tugevaid magnetvälju on palju lihtsam tekitada kui tugevaid elektrivälju. Lorentzi jõu jaotumine elektriliseks ja magnetiliseks on suhteline asi, mis oleneb taustsüsteemi valikust Diamagneetilikuteaatomi magnetmoment on 0 nt täiesti kerasümmeetriliste elektronide liikumise puhul, heelium, argoon, neoon. Välises väljas hakkab diamagneetiku elektroni orbiit vurritaoliselt pretsesseeruma nii, et nurk magnetmomendi ja välja suuna vahel säilib→lisaringvoolu tekkimine→lisamagnetmoment.Diamagneetikukes tekkiv väli on vastupidine nendele mõjuvale magnetväljale. Väheneb aines magnetinduktsioon võrreldes välise välja magnetinktusiooniga. See on jälgitav ainult siis, kui aatom ei oma magnetmomenti ilma välise väljata. X‹o, μ=0,99992.Magnetiline astuvõtlikus X on neg ja väike ja konstante, ainult ülijuhis on see täpselt -1, indutseeritud väli on algväljale vastupidise suunaga.
on nihutatud ergastava sageduse suhtes (Ramani effekt). Tuumade magnetiline resonants (NMR) Umbes pooled tuumad pöörlevad ja laengu tôttu on neil magnetmoment. Tugevas magnetväljas orienteeruvad kôik magnetmomendid magnetväljasihis, kuid mitte täpselt paralleelselt. Tekib pretsessioon telje pöörlemine ümber magnetvälja suuna. Kui magnetväljas olevale tuumale suunata elektromagnetiline kiirgus, mis on sama sagedusega kui pretsessioon, siis "pöörab" see kiirgus tuuma magnetmomendi vektori vastupidiselt välja suunale. Tuum neelab energiat. See on NMR fenomen. Tuuma asukoht molekulis (keemiline "ümbrus") môjutab resonantssagedust teatud määral ja 2 see on aluseks NMR spektrite môôtmisele. NMR on ülitähtis orgaanilise keemia meetod. Populaarsed tuumad: 1H, 13C, 31P, 19F, sagedused 60-200MHz
Kinnist pöördumisvõimelist voolukontuuri kirjeldab kontuuri magnetmoment pm = I S, kus I on kontuuris kulgeva voolu tugevus ja S on kontuuri pindala, mida vaadeldakse kontuuri tasandiga ristuva vektorina. Selle vektori suund ühtib kontuuri poolt tekitatava magnetvälja suunaga. Kontuuri magnetmomendi ühikuks on amper korda ruutmeeter (1 A. m2). Rohkem kasutatakse selle ühiku teist kuju džaul tesla kohta (J/T). Mõistagi 1 J/T = 1 A. m2. 97. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga juhtme liikumisel homogeenses magnetväljas. 101. Kasutades allolevat joonist tuletage Faraday
välisest magnetväljast sõltumatu püsiv magnetmoment. Lisaks põhjustab elektroni orbitaal veel teistsuguse reaktsiooni magnetväljale. Nimelt kujutab elektroni tiirlemine orbiidil endast elektrivoolu. Elektroni trajektoor orbiidil on kvanditud ja pindala S muutuda ei saa. Muutuma peab vool, seega muutub elektroni ringsagedus. Seda nähtust nimetatakse diamagnetismiks, mis esineb kõikidel aatomitel. Diamagnetism ei sõltu püsiva magnetmomendi olemasolust aatomitel. Püsiva magnetmomendiga aatomite orienteerumine välise magnetvälja suunas vastupidiselt diamagnetismile suurendab magnetvälja. Seda nähtust nimetatakse paramagnetismiks. Dia- ja paramagnetismi mõju aine magnetilistele omadustele on suhteliselt nõrk 2.7. KRISTALLID 2.7.1. Keemiline side kristallides Kristallide omadused sõltuvad keemilise sideme liigist. Metalli kristallid, Valentsed (kovalentsed või atomaarsed) kristallid, Ioonkristallid, Molekulaarkristallid
Koguvoolu seadus aines. Koguvoolu seadus seob magnetvälja allika magnetilise induktsiooniga. Magnetvälja tsirkulatsioon mööda pinna kinnist kontuuri võrdub voolude summaga, mis läbivad selle kontuuri poolt ümbritsetud pinda. ❑ Valem: ∮ ❑B (vektor)*dr (vektor) = μ0*Ik ❑ aines: Uder lk 86 39. Dia- ja paramagneetikud. Diamagneetik on aine mille aatomid ei oma magnetmomenti kui nad ei asu magnetväljas. Magnetväljas diamagneetiku aatomid omandavad magnetmomendi, mis on vastassuunaline välise magnetväljaga. Diamagneetik magneetub seetõttu välise magnetvälja tugevusele H(vekt) vastassuunaliselt. Diamagneetikus tekib lisaks välisele magnetväljale sellega vastassuunaline nõrk magnetväli μ 0 J (vekt), seetõttu summaarne väli on väiksem välisest. Seega magneetumus ja magnetväljatugevus on vastassuunalised, kus k‹0 on aine magnetiline vastuvõtlikkus J(vekt)= kH(vekt) .
M =a∗b∗I∗sin α =S∗I∗sin α ⃗pm=I∗S∗⃗n =I∗⃗S Vooluga kontuuri magnetmoment ⃗pm ei sõltu kontuuri kujust. ⃗ M =⃗pm × ⃗ B Vooluga kontuuri magnetmoment on suurim kui sin α =1 ja null kui sin α =0 . Seega kontuur pöördub seni kuni kontuuri magnetmomendi suund ühtib magnetinduktsiooni vektori suunaga. Kasutades allolevat joonist, tuletage töö avaldis vooluga juhtme liikumisel homogeenses magnetväljas. Magnetväljas mõjub vooluga juhtmele Ampere’i jõud. Kui juhe pole kinnitatud, siis saab see nihkuda. Seega magnetväli teeb tööd vooluga
annaabi.ee 
