Explanation of Barnett effect. Объяснение эффекта Барнетта.

 

Вновь, заметка физическая и посему не жаждущие знаний по специальным эффектам физики могут её проигнорировать!

ИНДУЛЬГЕНЦИЯ от имени автора ГАРАНТИРОВАНА!

Эффект Барнетта – это явление «обратное» эффекту Эйнштейна-Де Хааза. .

Забавно, что эффект Барнетта был обнаружен в 1909 году, а эффект Эйнштейна-Де Хааза в 1915.

Эффект Барнетта заключается в том, что если быстро вращать образец, сделанный из ферромагнитного вещества, то в нём, при ОТСУТСТВИИ внешнего магнитного поля, появится намагниченность, то есть своё собственное магнитное поле, вызванное лишь чисто механическим вращением.

Эффект Эйнштейна-Да Хааза заключается в том, что некий образец, цилиндр, из ферромагнитного вещества, при подаче на него продольного (вдоль большой оси цилиндра) магнитного поля, начинает вращаться

Объяснение эффекту Эйнштейна-Де Хааза было дано на основе домЕнно-спиновой теории ферромагнетиков. Поскольку электроны в микрообластях ферромагнитного вещества (домЕнах) обладают однонаправленным магнитным моментом, а значит и моментом вращения, спином, то, будучи сориентированными по внешнему магнитному полю они передают часть своего механического момента вращения ферромагнитному образцу, который тоже приобретает вращательное движение.

Эффект Барнетта противоположен этому явлению. Если быстро вращать ферромагнитный образец он приобретает намагниченность. Объяснение этому эффекту обычно обходят молчанием или ограничиваются общими фразами о наличии спина у «магнитных частиц».

Однако чисто механическая передача вращательного движения тела домЕнным электронам представляется мне маловероятной.

Моя гипотеза состоит в том, что механизм явления не есть просто передача механического вращения всего тела спину электронов, а другой.

При очень быстром вращении цилиндрического образца вокруг длинной оси в нём возникает центробежная сила, сдвигающая подвижные свободные электроны к периферии образца, в то время, как ионная кристаллическая решётка никуда не сдвигается. Возникает как бы вращение насыщенного электронами поверхностного слоя (центробежный «скин-эффект») и вращение обеднённой электронами внутренней части. Но, поскольку радиус внешнего слоя максимален, то и скорость электронов там больше, а значит и создаваемые ими ток и магнитное поле. Противоток вращения положительных ионов в кристаллической решётке меньше по величине и в целом НЕ может СКОМПЕНСИРОВАТЬ бОльший ток «наружних» электронов. Возникшее в результате этого дисбаланса магнитное поле ориентирует спины электронов и домЕнов и создаёт некую намагниченность.

Теоретически этот эффект Барнетта мог бы наблюдаться и на неферромагнитных образцах. Ферромагнетик лишь усиливает эффект и делает его более лёгким для обнаружения, в то время как в медном, скажем, образце это «центробежное» намагничивание может быть настолько слабо, что не поддаётся обнаружению.

Проверить верность этой гипотезы можно, установив направление возникшего магнитного поля и проверкой этого же явления на неферромагнетиках. На сочетаниях дисков ферромагнетика, проложенных медными. Медные диски будут создавать «центробежное» магнитное поле, а ферромагнетик будет его усиливать. Равно на ферритах, где свободных электронов практически нет, но ферромагнитные свойства сохранены. Если указанная гипотеза верна, то на них эффект Барнетта наблюдаться не будет. Если же диски из ферритов проложить, чередуя, с медью, то эффект должен наблюдаться.

17 II 2020

Explanation of Barnett effect. Объяснение эффекта Барнетта.: 2 комментария

  1. Уважаемая Narine,
    Благодарю Вас за совершенно непонятный мне интерес к феноменам сугубо физическим.
    Да ещё и за быстроту реакции! Но к этому я уже чуть привык…
    Тема же заметки достаточно сложная и «объяснения» типа «Намагничивается. потому что вертится» меня как-то не устраивали
    С признательностью Ваш Эспри.

    Нравится

  2. Уважаемая Элена,
    Примите мою благодарность за внимание к такому достаточно специальному и трудному вопросу, который за сто одиннадцать лет своего существования до сих пор не получил ответа. Так что моя попытка — это очередной шаг по дороге к, надеюсь, пониманию эффекта.
    Ваш Эспри

    Нравится

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s