к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Внутрикристаллическое поле

Внутрикристаллическое поле (кристаллическое поле)-неоднородное электрич. (реже магн.) поле, существующее внутри кристаллов и воздействующее на электроны и ядра. Электрич. Внутрикристаллическое поле, действующее на внеш. электроны атома Или иона, имеет зл--статич. (на расстояниях порядка межатомных положит. и отрицат. заряды не компенсируют друг друга) и обменное (см. Обменное взаимодействие)происхождение. Напряжённость внутрикристаллического поля может достигать значений ~108 В/см. Внутрикристаллическое поле имеет симметрию, определяемую симметрией кристалла (для примесных атомов или ионов - точечной симметрией).

Понятие внутрикристаллического поля возникло в связи с теоретич. расчётами электронного спектра примесных парамагн. ионов (см. Парамагнетизм)в диамагн. ионных кристаллах (матрицах) и комплексных соединениях. В этом случае внутрикристаллическое поле наз. также полем лигандов. Под действием внутрикристаллического поля происходит расщепление вырожденных электронных уровней парамагн. атома или иона (см. Штарка эффект ). Внутрикристаллическое поле снимает орбитальное вырождение ,имеющееся в изолир. атоме или ионе, и изменяет структуру электронных уровней. В зависимости от соотношения внутрикристаллического поля и внутриатомных взаимодействий (обменного, спин-орбитального) различают случаи сильного, промежуточного и слабого внутрикристаллического поля. В сильном внутрикристаллическом поле энергия взаимодействия электронов парамагн. иона с внутрикристаллическим полем больше энергии спин-орбитального взаимодействия и обменного взаимодействия. При этом расщепление уровней 1119915-290.jpg велико (1119915-291.jpg5 эВ), нарушается структура энергетич. уровней изолированного атома или иона, в частности нарушается Хунда правило и реализуется т. н. низкоспиновое состояние иона; этот случай наблюдается, напр., для ионов Fe2+ , Co3+ , для мн. ионов с недостроенными 4d- и 5d-оболочками. Случай промежуточного внутрикристаллического поля (1119915-292.jpg1 эВ), когда энергия взаимодействия электронов с полем больше энергии спин-орбитального взаимодействия, но меньше энергии внутриатомного обменного взаимодействия, встречается в большинстве соединений переходных металлов с недостроенной 1119915-293.jpg оболочкой. В соединениях редкоземельных элементов с недостроенной f-оболочкой реализуется случай слабого внутрикристаллического поля (1119915-294.jpg~10-2 эВ). При этом мультиплетная структура уровней изолир. иона сохраняется в кристалле.

Эффекты, вызываемые электрич. внутрикристаллическим полем, важны для магнитоупорядоченных веществ, а также для примесных парамагн. ионов (переходных и редкоземельных элементов) в кристалле; они определяют величину магн. момента иона, магнитную анизотропию и магнитострикцию, а также спектроскопич. свойства кристалла. С воздействием электрич. внутрикристаллического поля связаны специфич. фазовые переходы (кооперативный Яна - Теллера эффект, переход из высокоспинового состояния в низкоспиновое и др.).

Внутрикристаллическое поле исследуются с помощью спектроскопич. методов - оптич. спектроскопии, радиоспектроскопии (ЭПР, ЯМР, ЯКР), мёссбауэровской спектроскопии, с помощью рассеяния нейтронов (см. Нейтронография), измерений теплоёмкости, акустического парамагнитного резонанса и акустического ядерного магнитного резонанса. Для оценки величины и определения локальной симметрии внутрикристаллического поля в диамагн. кристалле оптич. методами и методом ЭПР в него часто вводят небольшие кол-ва парамагн. ионов, к-рые служат "атомными зондами". Исследование величины и симметрии внутрикристаллического поля позволяет изучить структуру твёрдых тел и энергию взаимодействия ионов с кристаллич. окружением. Такие диамагн. матрицы с примесью парамагн. ионов являются основой твердотельных лазеров и квантовых усилителей СВЧ.

Внутреннее магн. поле, действующее на орбит. моменты и спины электронов и ядер в кристалле, имеет эл--магн. и обменное происхождение. Эл--магн. вклад (за счёт диполь-дипольного взаимодействия) невелик, и соответствующие поля обычно ~103-104 Э; они являются дальнодействующими (спадают с расстоянием как 1/r3). Обменные поля значительно сильнее и для электронов достигают 106-107 Э. Магнитные поля на ядрах, обусловленные сверхтонким взаимодействием магн. моментов ядер и электронного окружения, порядка 105-106 Э. Эти поля - короткодействующие. В парамагнетиках из-за хаотич. тепловых переориентации магн. моментов электронов и ядер величина и направление магн. внутрикристаллического поля быстро флуктуируют во времени и его ср. значение мало или равно 0. Значит. величины оно достигает лишь в магнитоупорядоченных средах или в парамагнетиках при низких температурах.

Магн. внутрикристаллическое поле проявляется в расщеплении уровней парамагн. ионов и ядер (см. Зеемана эффект ).Оно непосредственно сказывается в спектрах (оптических, ЯМР, ЭПР, ЯКР, Мёссбауэра, ферро- и антиферромагн. резонансов). Эти методы и используются в основном для исследования магн. внутрикристаллического поля. Его изучение даёт возможность установить наличие и тип магн. упорядочения в магнетиках, локальную симметрию и характер взаимодействия парамагн. примесей с матрицей, характер хим. связей в кристалле (долю ковалентности связей, степень переноса заряда).

Помимо собственных электрич. и магн. внутрикристаллического поля, в конденсированных средах существенно изменяются и внешние электрич. и магн. поля, что, в частности, приводит к эффектам локального поля.

Литература по внутрикристаллическому полю

  1. Бальхаузен К., Введение в теорию поля лигандов, пер. с англ., M., 1964;
  2. Вонсовский С. В., Магнетизм, M., 1971;
  3. Абрагам А., Блин и Б., Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, пер. с англ., т. 1-2, M., 1972-73.

Д. И. Хомский

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что релятивизм (СТО и ОТО) не является истинной наукой? - Истинная наука обязательно опирается на причинность и законы природы, данные нам в физических явлениях (фактах). В отличие от этого СТО и ОТО построены на аксиоматических постулатах, то есть принципиально недоказуемых догматах, в которые обязаны верить последователи этих учений. То есть релятивизм есть форма религии, культа, раздуваемого политической машиной мифического авторитета Эйнштейна и верных его последователей, возводимых в ранг святых от релятивистской физики. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 06.03.2021 - 13:07: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
06.03.2021 - 08:48: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
06.03.2021 - 08:47: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
06.03.2021 - 08:46: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
06.03.2021 - 07:41: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Глобальное потепление - миф или... миф? - Карим_Хайдаров.
06.03.2021 - 07:40: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от проф. В.Ю. Катасонова - Карим_Хайдаров.
06.03.2021 - 07:05: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> О компьютерных симуляциях - Карим_Хайдаров.
06.03.2021 - 07:04: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Игоря Шнуренко - Карим_Хайдаров.
05.03.2021 - 06:31: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
05.03.2021 - 06:30: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
05.03.2021 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Игоря Алексеевича Гундарова - Карим_Хайдаров.
05.03.2021 - 06:28: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution