Bohr-van Leuvenin lause

Bohrvan Leeuwenin teoreema, jonka Niels Bohr todisti vuonna 1911 ja hänestä riippumattomasti Hendrik van Leeuwen (tunnetaan paremmin nimellä van Leeuwen venäläisessä kirjallisuudessa ) vuonna 1919 , kuuluu [1] :

Termodynaamisen tasapainon tilassa sähköisesti varautuneiden hiukkasten ( elektronien , atomiytimien jne.) järjestelmällä, joka on sijoitettu jatkuvaan magneettikenttään , ei voisi olla magneettista momenttia , jos se noudattaisi tiukasti klassisen fysiikan lakeja .

Tämän lauseen mukaan klassisen fysiikan aine voidaan magnetoida vain termodynaamisesti epätasapainotilassa: kun se menee tasapainotilaan, magnetoituminen katoaa.

Historia

Tämän lauseen muotoili N. Bohr vuonna 1911 väitöskirjassaan. [2] Vuonna 1919 tämän lauseen todistus esitettiin itsenäisesti G. A. Lorenzin entisen opiskelijan H. van Leeuwenin väitöskirjassa , jonka kanssa he keskustelivat tästä ongelmasta. Hän julkaisi tämän todisteen vuonna 1921. [3] Vuonna 1932 J. H. van Vleck yleisti ja formalisoi Bohrin tämän lauseen alkuperäisen muotoilun monografiassaan. [neljä]

Todiste

Karkea selitys Bohrin ja van Leeuwenin tulokselle on, että magneettikenttä ei voi toimia hiukkasella. Tarkemmin sanottuna todistus perustuu kaikkien varautuneiden hiukkasten liikemäärän siirtymän muuntamiseen arvolla [5] (missä  on hiukkasen varaus,  on kentän vektoripotentiaali ,  on valon nopeus ). Koska liikemäärä tulee klassiseen Hamiltonin kuvaan järjestelmän dynamiikkaa vain yhdistelminä , niin tällaisella korvauksella osiofunktio ei muutu, eli se ei riipu magneettikentän läsnäolosta. Tästä seuraa, että järjestelmän magneettinen momentti ei myöskään riipu magneettikentän olemassaolosta ja on siksi aina yhtä suuri kuin nolla, kuten kentän puuttuessa.

Yleisempi seuraus klassisen jakofunktion riippumattomuudesta magneettikentän läsnäolosta, joka on muotoiltu H. van Leeuwenin artikkelissa [3] , on, että magneettikenttä ei vaikuta varautuneiden hiukkasten järjestelmän termodynaamisiin toimintoihin. joilla ei ole omaa magneettimomenttiaan ja jotka noudattavat tiukasti klassisen fysiikan lakeja (tätä väitettä kutsutaan usein myös Bohr-van Leuvenin lauseeksi).

Lauseen rooli

Tällä lauseella on ollut tärkeä rooli luonnonmagneettien magnetismin luonteen ymmärtämisessä . Erityisesti hän huomautti, että tämän luonteen selittämiseksi on tarpeen ottaa mukaan uusia ideoita aineen rakenteesta, josta tuli myöhemmin kvanttifysiikan kehityksen perusta .

Muistiinpanot

  1. ↑ Sivukhin D.V. Fysiikan yleinen kurssi. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Sähkö. - S. 309. - 688 s.
  2. ↑ Bohr N. The Doctor's Dissertation = "Studier over Metallernes Elektrontheori", Københavns Universitet (1911) / Rosenfeld L., Nielsen JR. - Varhaiset teokset (1905-1911). - Elsevier, 1972. - Voi. 1. - s. 163, 165-393. - (Niels Bohrin kerätyt teokset). — ISBN 978-0-7204-1801-9 .
  3. ↑ 1 2 van Leeuwen, HJ Problèmes de la théorie électronique du magnétisme  (ranska)  // J. Phys. säde. - 1921. - Voi. 2 , nro 12. _ _ — s. 361–377 . Arkistoitu alkuperäisestä 9. heinäkuuta 2021.
  4. ↑ van Vleck, JH Sähköisten ja magneettisten susceptibiliteettien teoria . - Clarendon Press, 1932. - ISBN 0-19-851243-0 .
  5. ↑ Tässä käytetään CGS-yksikköjärjestelmää .

Kirjallisuus

Linkit