диполь-дипольное взаимодействие

ДИПОЛЬ-ДИПОЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ - взаимодействие между диполями электрическими или диполями магнитными. Каждый электрич. (магн.) диполь создаёт в окружающем пространстве электрич. (магн.) поле, воздействующее на др. диполи. Напряжённость поля электрич. диполя

где р- дипольный момент (р_е - электрич., р_т - магн.); r - радиус-вектор из точки локализации диполя в точку наблюдения. Аналогичной ф-лой описывается напряжённость магн. поля Н_Д, создаваемого магн. диполем (напр., магн. моментом парамагн. атома или иона): нужно только заменить в ф-ле (1) E_д на Н_Д и р_е на р_т.

Энергия Д--д.в. двух диполей с моментами р_i н p_j, находящихся в точках r_i и r_j.

где - угол между векторами р_i и p_j, - углы между векторами р_i и p_j и вектором - энергия диполя р_i в поле диполя p_j. Полная энергия Д--д.в. для системы диполей является суммой энергий всех парных дипольных взаимодействий (Д--д. в. - дальнодействующее).

Энергия Д--д. в. зависит от взаимного расположения диполей [см. ф-лу (2)]. Напр., для пары диполей с одинаковыми дипольными моментами р при "горизонтальной" ориентации ди-польных моментов (рис., а)эта энергия минимальна (W=-2р²/r³), когда дипольные моменты параллельны; при "вертикальной" ориентации дипольных моментов (рис., 6) энергия Д--д. в. минимальна (W=- р²/r³), когда ди польные моменты антипараллельны. Д--д. в. играет особенно важную роль при возникновении в твёрдых телах нек-рых видов магнитной атомной структуры и магнитной доменной структуры. Магн. Д--д. в. относится к классу анизотропных взаимодействий и, наряду с внутрикристаллическим полем и анизотропным обменным взаимодействием, даёт вклад в магнитную анизотропию кристаллов.

Магн. Д--д. в.- релятивистское по природе взаимодействие, но несмотря на относительно небольшую величину (по сравнению, напр., с обменным взаимодействием) может существ. образом влиять на низкотемпературные свойства кристаллов с парамагн. ионами, определяя темп-ру их магн. упорядочения и тип возникающей атомной магн. структуры. Существует целый класс соединений (т. н. дипольные магнетики), магн. упорядочение к-рых практически полностью обусловлено Д--д. в. (напр., редкоземельные литиевые фториды и гидроокиси, редкоземельные ортоалюминаты и др.). Д--д. в. ответственно за образование в ферро- и ферримагнетиках доменной структуры (см. Домены ).С Д--д. в. тесно связано поле размагничивания, т. е. магн. поле, создаваемое всеми магн. моментами внутри магнетика и усреднённое по малому (но макроскопич.) объёму, окружающему точку локализации рассматриваемого магн. момента. Энергию Д--Д. в. в связи с этим часто наз. энергией размагничивания. Аналогично проявляет себя взаимодействие электрич. дипольных моментов в сегнетоэлектриках.

Лит.: Браун У. Ф., Микромагнетизм, пер. с англ., M., 1979. В. M. Матвеев.

   <<      Предметный указатель      >>