|
|
на внеш. электроны атома или иона, имеет эл.-статич. (па расстояниях порядка межатомных положит, и отрицат. заряды не компенсируют друг друга) и обменное (см. Обменное взаимодействие} происхождение. Напряж╦нность В. и. мо/кот достигать значений ~103 Б/см. В, п, имеет симметрию, определяемую симметрией кристалла (для примесных атомов или попов ≈ точечной симметрией).
Понятие В, н. возникло в свя:ш с тоорстич. расч╦тами электронного спектра примесных парамагн. ионов (см. Парамагнетизм] в диамагн. ионных кристаллах (м а т р и ц а х) и комплексных соединениях. В этом случае В. п. пая. также поле м л и г а н д о и. Под действием В, п. происходит расщепление вырожденных электронных ypoimwi нарамагп. атома или иона (см. Штарка эффект). В. п. снимает орбитальное вырождение, имеющееся в изолир. атоме или ионе, и изменяет структуру электронных уровней. В заипсимог.ти от соотношения В. п. и внутриатомных взаимодействии (обменного, спик-орбиталыюго) различают случаи сильного, промежуточного и слабого В. п. В сильном В. п. энергия взаимодействия электронов парамагн. иона с В. п. больше энергии спин-орбитального взаимодействия и обменного взаимодействия. При этом расщепление уровней Д велико (Л»5 зВ), нарушается структура эиергетич, уровней изолированного атома или иона, в частности нарушается Хунда правило и реализуется т. н. низкоскиповоо состояние иона; этот случай наблюдается, напр., для ионов Foa + , Co:j + , для мн. ионов с недостроенными 4(1- и od-оболочками. Случай промежуточного В. п. (Asdl aB), когда энергия взаимодействия электронов с поле,и больше энергии спин-орбитального взаимодействия, но муныис энергии внутриатомного обменного взаимодействия, встречается в большинстве соединений переходных металлов с недостроенной 3rf zz оболочкой. В соединениях редкоземельных элементов с недостроенной /-оболочкой реализуется случай слабого В. п. (Д~ 10~2 эВ). Принтом мультиплетная структура уровней изолир. иона сохраняется в кристалле.
Эффекты, вызываемые элоктрич. В. п., важны для магнитоупорядоченных веществ, а также для примесных парамагн. ионов (переходных и редкоземельных элементов) в кристалле; они определяют величину мапт. Момента иона, магнитную анизотропию и магпищо-стрикцию, а также спектроскопич. свойства кристалла. С воздействием электрнч. В. п. связаны сиецифнч. фазовые переходы (кооперативный Я па ≈ Теллсра эффект, переход из высокосиинового состояния в низкоспиновое и др.)-
В. и. исследуются с помощью спектроскопич. методов ≈ оптич., спектроскопии, радиоспектроскопии (ЭПР, ЯМР, ЯКР), м'╦ссбауэровской спектроскопии^ С помощью рассеяния нейтронов (см. Нейтронография], намерений тепло╦мкости^ акустического парамагнитного резонанса и акустического ядерного магнитного резонанса, Для оценки величины и определения локальной симметрии В. п. 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 В. и. позволяет изучить структуру тв╦рдых тел и энергию взаимодействия ионов с кристаллич, окружением. Такие диамагн. матрицы с примесью нарамагн. 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 сч╦т диноль-дипольного взаимодействия) невелик, и соответствующие поля обычно ~103≈Ю4 Э; они являются далънодействующими (спадают с расстоянием как 1/г3}. Обменные поля значительно сильнее и для электронов достигают 10е≈107 Э. Магнитные поля на ядрах, обусловленные сверхтонким взаимодействием магн. моментов ядер л электронного окружения, порядка
10В ≈ 10е Э. Эти поля ≈ короткодействующие. В парамагнетиках из-за хаотич. тепловых переориентации магн. моментов электронов и ядер величина и направление магн. В. jr. быстро флуктуируют во времени и его ср. значение мало или равно 0. Значит, величины оно достигает лить в магнитоупорядоченных средах или в парамагнетиках при низких темп-рах.
Магн. В. п. проявляется в расщеплении уровней парамагн. ионов и ядер (см, Зеемана аффект]. Оно непосредственно сказывается в спектрах (оптических, ЯМР, ЭПР, ЯКР, М╦ссбауэра, ферро- и антифсрромагы. рсзопансов). Эти методы и используются в основном для исследования магн. В. ц. Его изучение да╦т возможность установить наличие и тип ыагн. упорядочения в магнитиках, локальную симметрию и характер взаимодействия парамагн. примесей с матрицей, характер хим. связей в кристалле (долю ковалентности связей, степень переноса заряда),
Помимо собственных злектрич. и магн. В. гг., в конденсированных средах существенно изменяются и внешние электрич. и магн. ноля, что, в частности, приводит к эффектам локального поля.
Лит.: Б а .м г. х а у ,ч е н К., Введение и теорию поля ли-гандои, пер. с англ., М., 1ШН; В о н с о в с к и и С. В., Маг-н(!ти:?м, .М., 1У71; А б р а г а м А., Б лини Б., Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, пер. с англ., т. 1 ≈ 2, М., 1972≈73. Д. И. Хамский. Ш1УТРИПУЧКОВОЕ РАССЕЯНИЕ в ускорителях заряженных частиц ≈ рассеяние частиц пучка друг па друге. В накопителях заря/к, частиц при длит, циркуляции интенсивных пучков п условиях высокого вакуума важную роль могут играть кулоновские столкновения частиц пучка. Характерным для В. р. процессом является столкновение частиц, имеющих в системе центра инерции поперечные импульсы р.
большие по сравнению с продольными: в результате рассеяния с уменьшением р2. на величину ф энергии в лаб. системе изменяется на величину ±ygc (Y ≈ Лоренц-
фактор пучка, у=1|/~1 ≈ P2t где Р ≈ продольная скорость частиц пучка в единицах с). Скачок энергии влечет за собой смещение замкнутых орбит частиц с возбуждением поперечных колебаний импульса пропорционально yq/Q-, где Q ≈ число колебаний на периметре орбиты в фокусирующем ноле накопителя. При достаточно большой величине у близкие столкновения приводят к выходу частиц за пределы фазового объема накопителя, т. е. к гибели частиц, ≈ имеет место Тушена эффект* Более вероятно многократное рассеяние частиц с малым обменом импульса; при у >@ его результирующим аффектом является стохастич. неустойчивость ≈ самонагрев пучка (за сч╦т не значит, общего торможения) с инкрементом
Я
где Ze и т ≈ олектрич. заряд и масса частицы, п ≈ концентрация, р ≈ импульс, 6 ≈ утл. разброс частиц в пучке в лаб. системе, LC ≈ ∙ т. н. логарифм кулонов-ских столкновений, Lc≈-]n(r . /р . }, где г . ∙ ≈ миним.
поперечный размер пучка, р , ≈ прицельный параметр
ближнего взаимодействия (с отклонением на угол л/2). При у «с* самонагрев не развивается. В. р. может лишь термализовать пучок с характерным декрементом
А ~ 2я (Ze}4 mnlcj-f (рв)3.
В накопителях с длинными прямолинейными промежутками критерий самонагрева более сложен.
Лит.; Дербен╦в Я. С., Труды VI Всесоюзного совещания по ускорителям наряженных частиц, т. 1, Дубна, 1979, С. 119; Дербенев Я. С., Сирийский А. Н., Электронное охлаждений протон-антипротонных встречных пучков, в сб.: Труды VII Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц, т. 1, Дубна, 1081, с. 259; Piwinski A.,
Proceedings IX≥ International Conference on High Energy Accelerators, Stanford (Cat.), 1974, p. 405. Я. С. Дербенев,
ВНУТРИРЕЗОНАТОРНАЯ ЛАЗЕРНАЯ СПЕКТРОСКО-
ПИЯ ≈ метод лазерной спектроскопии, в к-ром исследуемое вещество помещается внутрь резонатора ла-
О.
О
X
о
п
ш о.
о.
293
")
}
