凝聚态重点1.pdf

一, 试述磁性的分类，并简要说明相应磁性的主要特点及其微观物理图像和机 物质在磁场下的行为——磁化曲线可以作为物质磁性分类的方法 抗磁性：  0 在与外磁场相反的方向 诱导出磁化强度的现象称为 抗磁性。它出现在没有原子 磁矩的材料中，其抗磁磁化 率是负的，而且很小。 -5 -10 。 机制：Lamor 抗磁；Landau 抗磁；超导体的完全抗磁—Meissner 效应 顺磁性：  0 物质的原子或离子具有一定的磁 矩，这些原子磁矩来源于未满的电子壳 层，但由于热运动处于混乱状态，在磁场 作用下在磁场方向产生磁化强度，但磁化 -5 -2 强度很小。10 —10 机制：Langevin 顺磁；Pauli 顺磁 铁磁性：  0 物质中原子有磁矩；原子磁矩之间有相互 作 用。原子磁矩方向平行排列，导致自发磁 抗磁性：  0 化。外磁场作用下，快速趋向磁场方向，在 在与外磁场相反的方向诱 磁场方向有很大的磁化强度。 导出磁化强度的现象称为抗磁 性。它出现在没有原子磁矩的材 机制：低温，TTc,铁磁; 高温，TTc，铁磁→顺磁 料中，其抗磁磁化率是负的，而 -5 且很小。-10 。 二、①写出描述铁磁性的Heisenberg 哈密顿量，并说明其物理意义。 ②解释为什么平均场理论不能适用于铁磁体的低温态？ H 2 J S S 解：①表示自旋- 自旋系统相互作用的哈密顿量： ex i j i j ij 叫Heisenberg 哈密顿量，表征铁磁体中自旋电子之间的直接相互作用。 ②因为平均场理论的实质是热力学唯象理论，它把微观粒子的行为平均化，在低温态时不符 合实验事实，因为在临界点时，涨落很大，并且空间不同位置上的涨落不是彼此独立而是相 机制：Lamor 抗磁；Landau 抗磁； 互联系的，因此平均场理论不能适用于铁磁体的低温态。 超导体的完全抗磁—Meissner 效 应 1 顺磁性：  0 物质的原子或离子具有一 定的磁矩，这些原子磁矩来源于 三、试述几种典型的极化机制，并写出相应极化率大小的估算式及其对外场频率的响应情况。 3 解：1、电子的位移极化，主要是电子云在外场的位移。极化率：P 4 a E 0 2 、离子的位移极化，对于离子晶体，有部分离子性的共价晶体，正负离子相反运动引起的 4 r3 P 0 0 E 电偶极矩变化。极化率： * Z e(n 1) 3、固有偶极矩的转向极化，组成固体的分子具有固有电偶极矩 ，热运动导致取向无序， P 0 P2 P 0 E 使 =0，当存在外电场时， 取向有序，对外