Основное уравнение термодинамики спиновых систем
dU* = TdS – ПdD – MdН + РdJ. (3)
Отсюда на основании свойств полного дифференциала следуют дополнительные дифференциальные соотношения вида
(∂M/∂J)Н = (∂Р/∂Н)J (4)
Согласно этому соотношению, ориентационная поляризация системы ядерных спинов Р изменяется под влиянием внешнего магнитного поля Н в той же мере, что и намагниченность системы – вследствие переориентации спиновой системы (изменения момент количества движения J). Поскольку же в условиях постоянства магнитного поля Н изменение M может быть обусловлено лишь изменением ядерной намагниченности (дипольного магнитного момента ядер) MЯ, который связан с суммарный момент количества движения J так называемым гиромагнитным отношением γ [4]
MЯ = γ·J, (5)
то вместо (4) можно написать
(∂Р/∂Н)J = γ (6)
Таким образом, ориентационная поляризация системы ядерных спинов под влиянием внешнего магнитного поля действительно имеет место и выражается тем же гиромагнитным отношением γ. Отличие от нуля левой и правой частей соотношения (4) подтверждает обоснованность учета дополнительной степени свободы, связанной с ориентацией спиновых систем.
Термодинамика позволяет также установить условия равновесия двух спиновых систем. С этой целью применим критерий равновесия Гиббса dUS≥0 к рассмотренной в [1] совокупности двух спиновых подсистем кристалла LiF. Будучи экранированной от воздействия внешнего магнитного поля (Н=0), эта система в целом образует в целом недеформируемую (dD=0) теплоизолированную систему (dS=0), Разбивая систему на две части и обозначая их параметры вслед за Гиббсом соответственно одним и двумя штрихами, имеем для нее
dU = dU' + dU" = Р'dJ' + Р"dJ" ≥ 0 (7)
Рассмотрим это соотношение совместно с уравнениями наложенных связей, которые вытекают из закона сохранения момента количества движения:
dJ = dJ' + dJ" = 0. (8)
Рассматривая (7) совместно с (8), находим, что условию спин – спинового равновесия двух систем отвечает равенство векторов их ориентационной поляризации:
Р' = Р". (9)
Это выражение показывает, что даже в отсутствие внешнего магнитного поля спин – спиновое взаимодействие приводит к установлению единой ориентации двух спиновых систем. Это явление и было обнаружено с опытах по смешению двух спиновых систем с противоположной ориентацией спинов [1]. Таким образом, признание факта существования ориентационных процессов и связанной с ней дополнительной степени свободы конденсированных веществ приводит к результатам, согласующимся с опытом.
Немного больше о технологиях >>>
В согласии с природой
Высказанные положения ни в коем случае не
претендуют на ранг истины в "конечной инстанции". Они только
отображают понимание автора о возможном развитии технических систем с учетом
основных положений ТРИЗ и имеющихся в природе законов самоорганизации и
саморазвития. Ав ...
Электрические цепи с нелинейными преобразователями и оперативная коррекция режима энергосистемы
Рассматриваются электрические цепи с нелинейными преобразователями.
Показывается, что в такимх цепях достигается оптимум некоторой выпуклой функции
токов электрической цепи. Далее рассматривается задача оперативной коррекции
режима энергосистемы и формулируется критерий качества ...
