Диполь-дипольное взаимодействие - взаимодействие между диполями электрическими или
диполями магнитными. Каждый электричкский (магнитный) диполь создаёт в окружающем
пространстве электрич. (магн.) поле, воздействующее на др. диполи. Напряжённость
поля электрич. диполя
где р- дипольный
момент (ре - электрич., рт - магн.); r -
радиус-вектор из точки локализации диполя в точку наблюдения. Аналогичной ф-лой
описывается напряжённость магн. поля НД, создаваемого
магн. диполем (напр., магн. моментом парамагн. атома или иона): нужно только
заменить в ф-ле (1) Eд на НД и ре на рт.
Энергия диполь-дипольного взаимодействия двух диполей с моментами
рi н pj, находящихся
в точках ri и rj.
где
- угол между векторами рi и pj,
- углы между векторами рi и pj и
вектором - энергия диполя рi в поле диполя pj. Полная энергия диполь-дипольного взаимодействия для системы диполей является суммой энергий всех парных дипольных взаимодействий (в данной теории диполь-дипольное взаимодействие - дальнодействующее, то есть динамика не учитывается).
Энергия диполь-дипольного взаимодействия 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 диполь-дипольного взаимодействия минимальна (W=- р2/r3),
когда ди польные моменты антипараллельны. Диполь-дипольное взаимодействие играет особенно важную роль при возникновении в твёрдых телах нек-рых видов магнитной атомной структуры и магнитной доменной структуры. Магн. диполь-дипольное взаимодействие относится к классу
анизотропных взаимодействий и, наряду с внутрикристаллическим полем и
анизотропным обменным взаимодействием, даёт вклад в магнитную анизотропию кристаллов.
Магн. диполь-дипольное взаимодействие несмотря на относительно небольшую
величину (по сравнению, напр., с обменным взаимодействием) может существ.
образом влиять на низкотемпературные свойства кристаллов с парамагн. ионами, определяя температуру
их магн. упорядочения и тип возникающей атомной магн. структуры. Существует
целый класс соединений (т. н. дипольные магнетики), магн. упорядочение к-рых
практически полностью обусловлено диполь-дипольным взаимодействием (напр., редкоземельные литиевые фториды
и гидроокиси, редкоземельные ортоалюминаты и др.). Диполь-дипольное взаимодействие ответственно за
образование в ферро- и ферримагнетиках доменной структуры (см. Домены ).С диполь-дипольным взаимодействием 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
диполь-дипольного взаимодействия в связи с этим часто наз. энергией размагничивания. Аналогично проявляет себя взаимодействие электрич. дипольных моментов в сегнетоэлектриках.
В. M. Матвеев