Efekt Einsteina-de Haasa

Efekt Einsteina-de Haasa lub efekt Richardsona (w odniesieniu do Owena Willansa Richardsona ) jest zjawiskiem fizycznym podkreślonym przez Alberta Einsteina i Wandera Johannesa de Haasa w połowie lat 1910: pokazuje związek między magnetyzmem , momentem pędu i spinem cząstek elementarnych. Rowan de Haas, syn odkrywcy, również przyczynił się do powstania teorii i zastosował jej zasady w przemyśle stalowym.

Opis

Efekt ten odpowiada obrotowi przekazywanemu materiałowi ferromagnetycznemu (o cylindrycznym kształcie) początkowo w stanie spoczynku, zawieszonym na drucie w środku solenoidu , gdy przez elektromagnes przepływa prąd elektryczny . Z obrotem ciała ferromagnetycznego (powiedzmy, żelaza ) łączymy moment pędu, który na mocy prawa zachowania momentu pędu musi być skompensowany przez moment antagonistyczny o tej samej intensywności w sercu materiału. Ponieważ zewnętrzne pole magnetyczne , o wygenerowane przez przepływ prądu przez cewki wytwarza się magnetyzacji w obrocie z elektronów w materiale (lub odwrócenie wirowania elektromagnesu - pod warunkiem, że kierunek przepływu prądu jest odpowiednio dobrana ) efekt Einsteina-de Haasa pokazuje, że moment pędu spinu ma rzeczywiście taką samą naturę, jak moment pędu wirujących ciał stałych, jak opisano w mechanice klasycznej . Jest to niezwykły fakt, ponieważ spinu elektronów, który jest wielkością nieciągłą , nie można opisać w ramach mechaniki klasycznej.

Komentując artykuły Einsteina, Calaprice pisze o tym:

"  52. [A. Einstein, WJ de Haas,] Experimenteller Nachweis der Ampereschen Molekularströme [Experimental Proof of Ampère's Molecular Currents], Deutsche Physikalische Gesellschaft, Verhandlungen 17 (1915): 152–170. "

„Biorąc pod uwagę hipotezę Ampère'a, że magnetyzm jest generowany przez mikroskopijne rotacje ładunków elektrycznych, autorzy zasugerowali przetestowanie teorii Lorentza, że wirujące cząstki są elektronami. Celem tego eksperymentu był pomiar momentu obrotowego powstającego w wyniku odwrócenia namagnesowania żelaznego walca. "

Calaprice kontynuuje:

"  53. [A. Einstein, WJ de Haas,] Experimental Proof of the Existence of Ampère's Molecular Currents (w języku angielskim), Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam, Proceedings 18 (1915-16). "

„Einsteina współautorem trzy papiery z Wander J. de Haas w badaniach eksperymentalnych, że nie odbywa się wspólnie Ampero prądów cząsteczkowej , czyli Einsteina - efekt de Haas. Kiedy holenderski fizyk HA Lorentz zauważył błąd, natychmiast poprawił artykuł 52 (powyżej). Oprócz powyższych dwóch artykułów [tj. 52 i 53], Einstein i de Haas napisali „Komentarz” do artykułu 53 później w tym samym czasopiśmie. To pytanie miało tylko pośredni związek z zainteresowaniami Einsteina fizyką, ale, jak napisał do swojego przyjaciela Michele Besso , „na starość narastała mi pasja eksperymentowania. „”

Obliczenia oparte na modelu spinu elektronu jako ruchu ładunku elektrycznego zaniżają ten moment magnetyczny o współczynnik około 2, współczynnik Landégo . Prawidłowy opis tego momentu magnetycznego wymaga założeń elektrodynamiki kwantowej .

Zobacz też

Uwagi

  1. Tło historyczne i proste wyjaśnienie można znaleźć u Davida R. Toppera, Ekscentryczne strony naukowców: prawdziwe opowieści o pomysłowości i błędach z fizyki i astronomii , Springer,2007( ISBN  0-387-71018-3 ) , str.  11
  2. Alice Calaprice, Almanach Einsteina (Johns Hopkins University Press, Baltimore, 2005), str.  45 . ( ISBN  0-8018-8021-1 )

Bibliografia

Linki zewnętrzne