18 Мая 2015

Причина возникновения диамагнетизма электронов в металле

Л.Д.Ландау (1930) высказал идею о том, что причиной возникновения диамагнетизма электронов в металле является дискретность (квантовый характер) энергетических уровней движения электронов металлов в присутствии магнитного поля, по аналогии с тем, что и многие другие свойства электронов в металле объясняются квантовым характером их движения.

ДиамагнетизмДиамагнетизмэто невосприимчивость ряда веществ к действию магнитного поля, то есть неспособность намагничиваться. Вещества, обладающие этим свойством, называются диамагнетиками. Ландау, зная, что диамагнетизм возникает благодаря вращению электронов вокруг магнитных силовых линий, решил, что для расчетов надо применять законы квантовой механики, ведь речь идет о микроскопических частицах – электронах.

Историки науки М.И.Каганов и В.М.Цукерник в книге «Природа магнетизма» (1982), объясняя диамагнетизм электронов и путь Ландау к квантовой трактовке этого диамагнетизма, пишут: «Если мы попытаемся сделать из всего этого рассказа о диамагнетизме Ландау одну содержательную выжимку и попробуем сформулировать причину его возникновения, то получим вот это: диамагнетизм возникает за счет вращения электронов вокруг магнитных силовых линий. Очевидно, что для всех необходимых расчетов потребуется применить законы квантовой механики: ведь здесь речь идет о движении электронов - микроскопических частиц» (Каганов, Цукерник, 1982).

Интересно, что Я.И.Френкель и М.П.Бронштейн были близки к квантовой интерпретации диамагнетизма металлов и могли опередить Л.Д.Ландау в разработке этой интерпретации. Г.Е.Горелик и В.Я.Френкель в книге «Матвей Петрович Бронштейн» (1990) цитируют один из фрагментов ранней статьи М.П.Бронштейна и Я.И.Френкеля по вопросу о дискретности уровней движения электрона в магнитном поле: «Стоит обратить внимание на фразу из первого абзаца статьи Бронштейна и Френкеля: «Чтобы удостовериться в том, что дискретный ряд уровней энергии свободного электрона, который движется в магнитном поле, соответствует реальному физическому явлению (хоть еще и не обнаруженному экспериментально), а не является одним из парадоксов, связанных с уравнением Дирака, полезно будет показать, что подобное квантование неизбежно возникает во всякой форме квантовой теории…» (Г.Е.Горелик, В.Я.Френкель, 1990).

admin

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

(Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.)

Комментатор/хотите зарегистрироваться

(Для регистрации укажите пароль и свой действующий email. Связка email-пароль позволяет вам комментировать и редактировать данные в вашем персональном аккаунте, такие как адрес сайта, ник и т.п. Письмо с активацией придет в ящик, указанный при регистрации.)

(обязательно)