A - Elektrika (Svezak I - Svezak V)
A  B  C  Č  Ć  D    Đ  E 
Prelistajte enciklopediju
Natuknica: Einsteinov i De Haasov efekt
Svezak: 5
Stranica: 626
Sl. 1. Zakret željeznog štapića, kada se u njemu pobudi gore sjeverni, dolje južni magnetizam
Sl. 1. Zakret željeznog štapića,
kada se u njemu pobudi gore sjeverni,
dolje južni magnetizam

EINSTEINOV I DE HAASOV EFEKT (EHe) jest pojav vrtnje, koja nastaje magnetiziranjem. Ako nemagnetičan željezni štapić mirno visi vertikalno na tankoj niti (sl. 1), pa ga magnetiziramo, on se zakrene oko vertikalne osi. Ako magnetiziranjem gornja strana štapića postane sjeverno (S), a donja južno (J) magnetična, štapić se zakrene u smjeru, koji je — odozgo gledano — protivan vrtnji satnih kazaljki (u sl.: svinute strjelice). Kod obrnutog magnetiziranja i vrtnja je obrnutog smjera. Magnetiziranje se izvodi električnom strujom, što se pusti kroz uzvojnicu, koja obuhvaća štapić.

Taj se pojav predviđao na osnovi Ampereove nauke o magnetizmu (→ Ampereove struje), no kako je zakret neznatan i eksperimentalne težkoće velike, te se zakretne da pokazati neposredno jednostavnim pokusom, uspjeli su prvi tekar 1915 Einstein i Holanđanin W. J. de Haas da pojav pokažu i izmjere. Po tim fizičarima pojav se obično i zove, a ide među »giromagnetičke« pojave, t. j. pojave, koji pokazuju svezu magnetiziranja i vrtnje (lat. gyrus »kruženje«).

Sl. 2. Kada eksperimentator zakrene osovinu kotača iz horizontalnog namještaja u vertikalni, sam se počne vrtjeti smjerom obrnutim vrtnji kotača
Sl. 2. Kada eksperimentator zakrene
osovinu kotača
iz horizontalnog namještaja
u vertikalni, sam se počne
vrtjeti smjerom obrnutim vrtnji kotača

Ako magnetizam sitnih čestica željeza potječe od kruženja elektriciteta u tim česticama, i ako elektricitet ima mehanička svojstva, sitne se čestice vladaju poput zvrkova. Dok štapić kao cjelina nije magnetičan, osi su tih zvrkova upravljene ojednako na sve strane, a kad se štapić magnetizira do zasićenosti, sve se osi smjeste vertikalno, te u svima česticama elektricitet kruži u istom smislu. Kakav će biti učinak tog zakretanja sitnih magnetića, izlazi iz ovog mehaničkog pokusa. Umjesto štapića zamislimo čovjeka na stolcu, koji se može vrtjeti oko vertikalne osovine (sl. 2), a umjesto golemog broja sitnih zvrkova zamislimo kotač, koji se vrti oko osovine, koju čovjek drži vodoravno. Na početku pokusa vrtnja u mehanizmu nema dakle nikakve komponente oko vertikalne osi. Ako sada čovjek zakrene osovinu kotača u vertikalu, u isti mah čovjek i stolac dobiju vrtnju, koja je protivna vrtnji kotača. To je zato, jer algebarski zbroj impulzmomenata vrtnje oko vertikale mora ostati, kolik je bio na početku, naime 0 (→ impulzmoment). Kako u tom mehaničkom pokusu, tako će i pri magnetiziranju, kada se nevidljivi sićušni magnetički zvrkovi namjeste u vertikalu, štapić kao cjelina dobiti vrtnju, koja je protivna kruženju elektriciteta u sitnim česticama.

Odkad je krajem prošloga stoljeća odkriven elektron, nametnula se misao, da upravo elektroni, t. j. negativan elektricitet, kružeći oko nekih središta, stvaraju magnetizam. Smjer EHe-a s time je u skladu, jer da štapić postane gore sjeverno magnetičan, elektroni moraju kružiti — odozgo gledano — smjerom satnih kazaljki, a to je doista protivno smjeru, u kojem se zakrene štapić.

Iz spomenutih hipoteza dala se teoretski odrediti i veličina zakreta u EHe-u. Einstein i de Haas našli su, da je izmjereni zakret u skladu s teorijom. Međutim su novija i točnija mjerenja (na pr. Sucksmith i Bates, 1925) pokazala, da su Einsteinova i de Haasova mjerenja dala tek krupno valjan rezultat, i da zakret željeznog štapića iznosi baš samo polovicu teoretske vriednosti. Izprva nije se mogla nikako shvatiti ta »giromagnetska anomalija«. Međutim su iztraživanja spektara navela na odkriće, da postoji elektronski »spin« (→ elektron). Prema tomu treba elektronu u atomu pripisati osim impulzmomenta, što ga ima — prema Bohrovoj nauci — poradi kruženja oko atomske jezgre, još i impulzmoment, kakav bi imala čestica, koja rotira oko svoje osi. U svezi s time elektron izvodi magnetizam ne samo poradi kruženja, već i poradi spina, te je elektron sam po sebi magnetičan. Spinu odgovara takav magnetizam i takav impulzmoment, da giromagnetička anomalija nestaje, ako teoriju preinačimo i uzmemo, da magnetizam željeza ne potječe od elektronskog kruženja, već od elektronskih spina. Magnetiziranje željeza sastojalo bi se dakle u tom, da se elektroni samo sa svojim magnetskim osima namjeste u smjer magnetiziranja, a razmještaj elektronskih staza da ostaje netaknut. Time se dakako otvara drugo pitanje: kakva je povezanost tih staza, te one pri magnetiziranju ne učestvuju.

Jednaki rezultati dobiveni su pri magnetiziranju kobalta, nikla i drugih feromagnetičkih tvari. Međutim Barnett nalazi za te tvari ipak nešto veće vriednosti zakreta (za 5%). Iztančanim postupkom mogao je najposlije Sucksmith (1930) pokazati i mjeriti giromagnetički zakret čak za različite paramagnetičke tvari, pri čemu izlaze veličine zakreta bilo onakve, kakve je prvobitna teorija očekivala, bilo veće ili manje.St. H.