EinsteindeHaas effect
简介
1914年Einstein和de Haas首先发现: 当一棒状(或圆柱状)铁磁体沿其轴向被外磁场磁化时,棒体随即绕轴转动.这就是著名的Einstein-de Haas效应.
当棒状铁磁体沿轴磁化时,其轴向的磁矩增量为
其中ΔMs为原子实外电子自旋磁矩的轴向增量,ΔM0是原子实外电子轨道磁矩的轴向增量,ΔMc为原子实磁矩的轴向增量. 原子实的磁矩增量很小,约为前两项的1/2000,可以略去不计. 故可改写为ΔM=ΔMs+ΔM0.
由研究原子磁性得知,微观粒子的磁矩与它的动量矩成正比,但方向相反,存在关系式,其负号表示磁矩的方向与动量矩方向相反,下标i可为s(自旋)或0(轨道). 因此,在磁化引起磁矩沿轴向增大的同时,存在着动量矩在相反轴向上的增大,即存在Δps+Δp0. 就整个铁磁体而言,无外力矩作用,系统的总动量矩应守恒,即Δp=Δps+Δp0+Δpc=0.于是
即铁磁体将发生沿磁化方向的转动. 这就是磁化引起转动的Einstein-de Haas效应的内在物理过程. 这一过程,可用下列简单的数学式表述,即
本式所表述的Einstein-de Haas效应曾被广泛地用于测定铁磁材料的g因子.测量的基本实验装置如图所示. 螺旋管产生平行于轴向的磁场; 悬丝的扭力矩测定动量矩; 串联反接的感应线圈测量磁矩.
Einstein-deHaas效应有时也称为Richardson效应,因Richardson曾于1908年观察到相似的现象.
Einstein-de Haas效应测量装置. A——样品,B——弹性悬丝,C——反射镜,D——磁化线圈