Edmund Clifton Stoner - Edmund Clifton Stoner

Edmund Clifton Stoner FRS (2 października 1899 – 27 grudnia 1968) był brytyjskim fizykiem teoretycznym . Jest on zasadniczo znany pracy na pochodzenia i charakteru wędrowny żelazo magnetycznych (typ zachowania ferromagnetycznego związane z czystych metali przejściowych, takich jak kobalt, nikiel i żelazo), w tym zbiorowego elektronowej teorii ferromagnetyzmu i kryterium Stoner do ferromagnetyzmu . Stoner wniósł znaczący wkład w konfiguracje elektronów w układzie okresowym .

Biografia

Stoner urodził się w Esher, Surrey, jako syn krykieta Arthura Halletta Stonera . Otrzymał stypendium w Bolton School (1911-1918), a następnie uczęszczał na University of Cambridge w 1918, uzyskując dyplom w 1921. Po ukończeniu studiów pracował w Cavendish Laboratory nad absorpcją promieni rentgenowskich przez poziomy energii materii i elektronów ; jego artykuł z 1924 r. na ten temat zapowiadał zasadę wykluczenia Pauliego . Stoner został mianowany wykładowcą Wydziału Fizyki na Uniwersytecie w Leeds w 1932 roku, stając się profesor fizyki teoretycznej w roku 1939. Od 1938 roku opracował zbiorową elektronowej teorii ferromagnetyzmu . Od 1951 do 1963 piastował katedrę fizyki Cavendish. Przeszedł na emeryturę w 1963 roku.

Zrobił kilka wczesnych prac w astrofizyce i niezależnie obliczył (Chandrasekhar) granicę masy białego karła na rok przed Subrahmanyan Chandrasekhar w 1931 roku. Obliczenia Stonera oparto na wcześniejszych pracach Wilhelma Andersona na temat gazu Fermiego i wcześniejszych obserwacjach Ralpha H. Fowler o białych karłach. Stoner wyprowadził również równanie ciśnienia – gęstości stanu dla gwiazd w 1932 roku. Równania te zostały również wcześniej opublikowane przez radzieckiego fizyka Jakowa Frenkla w 1928 roku. Jednak praca Frenkla została zignorowana przez społeczność astronomiczną.

U Stonera zdiagnozowano cukrzycę w 1919 roku. Kontrolował ją dietą do 1927 roku, kiedy stało się dostępne leczenie insuliną .

Stonerowski model ferromagnetyzmu

Schematyczna struktura pasmowa modelu ferromagnetyzmu Stonera. Interakcja wymienna podzieliła energię stanów o różnych spinach, a stany w pobliżu poziomu Fermiego są spolaryzowane spinowo.

Pasma elektronów mogą spontanicznie rozdzielić się na spiny w górę iw dół. Dzieje się tak, jeśli względny zysk w interakcji wymiennej (oddziaływanie elektronów na zasadzie wykluczenia Pauliego) jest większy niż utrata energii kinetycznej.

${\ Displaystyle \ epsilon _ {\ uparrow} (k) = \ epsilon _ {0}(k)-I {\ Frac {n_ {\ uparrow}-n_ {\ downarrow}} {n}}}$

${\ Displaystyle \ epsilon _ {\ downarrow} (k) = \ epsilon _ {0} (k) + ja {\ Frac {n_ {\ uparrow}-n_ {\ downarrow}} {n}}}$

gdzie jest energia metalu przed włączeniem efektów wymiany, i są to odpowiednio energie spinów w górę iw dół pasm elektronowych. Oznaczono parametr Stonera, który jest miarą siły korelacji wymiennej , czyli liczbę elektronów . Wreszcie jest liczbą falową, ponieważ pasma elektronów znajdują się w przestrzeni liczby falowej. Jeśli więcej elektronów faworyzuje jeden ze stanów, stworzy to ferromagnetyzm. Elektrony są posłuszne statystyce Fermiego-Diraca, więc gdy powyższe wzory zsumuje się w całej przestrzeni, można ustalić kryterium Stonera dla ferromagnetyzmu. ${\displaystyle \epsilon_{0}(k)}$${\ Displaystyle \ epsilon _ {\ uparrow}}$${\displaystyle \epsilon_{\downarrow}}$${\ Displaystyle I}$${\displaystyle n=n_{\uparrow}+n_{\downarrow}}$${\displaystyle k}$${\displaystyle k}$

Nagrody i wyróżnienia

• Został wybrany członkiem Towarzystwa Królewskiego w maju 1937 roku.
• Jego imieniem nazwano budynek EC Stonera na Uniwersytecie w Leeds . ^,

Wybrane publikacje

• Stoner, Edmund C. (1924). „LXXIII. Rozkład elektronów wśród poziomów atomowych”. Londyński, Edynburski i Dublin Philosophical Magazine i Journal of Science . 48 (286): 719-736. doi : 10.1080/14786442408634535 . ISSN  1941-5982 .
• Stoner, Edmund C. (1929). „V.Gęstość graniczna w białych karłach”. Londyński, Edynburski i Dublin Philosophical Magazine i Journal of Science . 7 (41): 63-70. doi : 10.1080/14786440108564713 . ISSN  1941-5982 .
• Stoner, Edmund C. (1930). „LXXXVII.Równowaga gęstych gwiazd”. Londyński, Edynburski i Dublin Philosophical Magazine i Journal of Science . 9 (60): 944-963. doi : 10.1080/14786443008565066 . ISSN  1941-5982 .
• Stoner, Edmund C. (1951). „Zbiorowy ferromagnetyzm elektronowy w metalach i stopach” . Journal de Physique et le Radium . 12 (3): 372–388. doi : 10.1051/jphysrad:01951001203037200 .

Książki

• Stoner, Edmund Clifton (1956). Magnetyzm i struktura atomowa . Methuen & Company Limited.
• Stoner, Edmund Clifton (1934). Magnetyzm i materia . Metuen.

Bibliografia