Teorema Bohr-van Leuven

Teorema Bohrvan Leeuwen , demonstrată de Niels Bohr în 1911 și independent de el de Hendrik van Leeuwen (mai bine cunoscut sub numele de van Leeuwen în literatura rusă ) în 1919 , spune [1] :

Într-o stare de echilibru termodinamic , un sistem de particule încărcate electric ( electroni , nuclee atomice etc.), plasate într-un câmp magnetic constant , nu ar putea avea un moment magnetic dacă ar respecta cu strictețe legile fizicii clasice .

Conform acestei teoreme, o substanță din fizica clasică nu poate fi magnetizată decât într-o stare de neechilibru termodinamic: atunci când intră într-o stare de echilibru, magnetizarea dispare.

Istorie

Această teoremă a fost formulată de N. Bohr în 1911 în disertația sa. [2] În 1919, demonstrația acestei teoreme a fost prezentată independent în disertația lui H. van Leeuwen, un fost student al lui G. A. Lorenz , cu care au discutat această problemă. Această dovadă a fost publicată de ea în 1921. [3] În 1932, J. H. van Vleck a generalizat și formalizat formularea originală a lui Bohr a acestei teoreme în monografia sa. [patru]

Dovada

O explicație aproximativă pentru rezultatul lui Bohr și van Leeuwen este că un câmp magnetic nu poate lucra asupra unei particule. Mai precis, demonstrația se bazează pe transformarea deplasării de impuls a tuturor particulelor încărcate cu valoarea [5] (unde  este sarcina particulei,  este potențialul vectorial al câmpului,  este viteza luminii ). Deoarece impulsul intră în Hamiltonianul clasic descriind dinamica sistemului numai în combinații , atunci cu o astfel de înlocuire, funcția de partiție nu se schimbă, adică nu depinde de prezența unui câmp magnetic. De aici rezultă că nici momentul magnetic al sistemului nu depinde de prezența unui câmp magnetic și, prin urmare, este întotdeauna egal cu zero, ca în absența unui câmp.

O consecință mai generală a independenței funcției clasice de partiție de prezența unui câmp magnetic, formulată în articolul lui H. van Leeuwen [3] , este că câmpul magnetic nu afectează funcțiile termodinamice ale unui sistem de particule încărcate. care nu au propriul moment magnetic și respectă cu strictețe legile fizicii clasice (această afirmație este adesea numită și teorema Bohr-van Leuven).

Rolul teoremei

Această teoremă a jucat un rol important în înțelegerea naturii magnetismului magneților naturali . În special, ea a subliniat că, pentru a explica această natură, este necesar să se implice noi idei despre structura materiei, care a devenit ulterior baza pentru dezvoltarea fizicii cuantice .

Note

  1. ↑ Sivukhin D.V. Curs general de fizică. - M . : Nauka , 1977. - T. III. Electricitate. - S. 309. - 688 p.
  2. ↑ Bohr N. The Doctor's Disssertation = "Studier over Metallernes Elektrontheori", Københavns Universitet (1911) / Rosenfeld L., Nielsen JR. - Lucrări timpurii (1905-1911). - Elsevier, 1972. - Vol. 1. - P. 163, 165-393. - (Opere colectate Niels Bohr). — ISBN 978-0-7204-1801-9 .
  3. ↑ 1 2 van Leeuwen, HJ Problèmes de la théorie électronique du magnétisme  (franceză)  // J. Phys. rază. - 1921. - Vol. 2 , nr 12._ _ _ — P. 361–377 . Arhivat din original pe 9 iulie 2021.
  4. ↑ van Vleck, JH Teoria susceptibilităților electrice și magnetice . - Clarendon Press, 1932. - ISBN 0-19-851243-0 .
  5. ↑ Aici este utilizat sistemul de unități CGS .

Literatură

Link -uri