1) в магнитоупорядоченных средах (магнетиках)
волны нарушений "спинового порядка". В ферромагнетиках (См.
Ферромагнетики),
Антиферромагнетиках и
Ферритах спины атомов и связанные с ними магнитные моменты в основном состоянии строго упорядочены. Из-за сильного обменного взаимодействия (См.
Обменное взаимодействие) между атомами отклонение магнитного момента какого-либо атома от положения равновесия не локализуется, а в виде
волны распространяется в среде. С. в. являются элементарным (простейшим) движением магнитных моментов в магнетиках. Существование С. в. было предсказано Ф.
Блохом в 1930.
С. в., как всякая волна, характеризуется зависимостью частоты ω от волнового вектора k (законом дисперсии). В сложных магнетиках (кристаллах с несколькими магнитными подрешётками) могут существовать несколько типов С. в.; их закон дисперсии существенно зависит от магнитной структуры тела.
С. в. допускают наглядную классическую интерпретацию: рассмотрим цепочку из N атомов, расстояния между которыми а, в магнитном поле Н (см. рис.). Если волновой вектор С. в. k = 0, это означает, что все спины синфазно прецессируют вокруг направления поля Н. Частота этой однородной прецессии равна ларморовой частоте ω0. При k ≠ 0 спины совершают неоднородную прецессию: прецессии отдельных спинов (1, 2, 3 и т. д.) не находятся в одной фазе, сдвиг фаз между соседними атомами равен ka (см. рис.). Частота ω (k) неоднородной прецессии больше частоты однородной прецессии ω0. Зная силы взаимодействия между спинами, можно рассчитать зависимость ω(k).
В ферромагнетиках для длинных С. в. (ka << 1) эта зависимость проста:
; (1)
величина
порядка величины обменного интеграла между соседними атомами. Как правило, ω
е >> ω
0. Частота однородной прецессии ω
0 определяется анизотропией (См.
Анизотропия) кристалла и приложенным к нему магнитным полем
Н:
, где
g -
Магнитомеханическое отношение, β - константа анизотропии,
М - намагниченность при
Т = 0 К. Квантовомеханическое рассмотрение системы взаимодействующих
спинов позволяет вычислить законы дисперсии С. в. для различных кристаллических решёток при произвольном соотношении между длиной С. в. и постоянной кристаллической решётки.
С. в. ставят в соответствие квазичастицу (См.
Квазичастицы), называемую
Магноном. При
Т = 0 К в магнетиках нет магнонов, с ростом температуры они появляются и число магнонов растет - в ферромагнетиках приблизительно пропорционально
T3/2, а в антиферромагнетиках ≈
T3. Рост числа магнонов приводит к уменьшению магнитного порядка. Так, благодаря возрастанию числа С. в. с ростом температуры уменьшается намагниченность ферромагнетика, причём изменение намагниченности
(закон Блоха).
С. в. проявляют себя в тепловых, высокочастотных и др. свойствах магнетиков. При неупругом рассеянии нейтронов магнетиками в последних возбуждаются С. в. Рассеяние нейтронов - один из наиболее результативных методов экспериментального определения законов дисперсии С. в. (см.
Нейтронография).
2) С. в. в немагнитных металлах - колебания спиновой плотности электронов проводимости (См.
Электрон проводимости), обусловленные обменным взаимодействием между ними. Существование С. в. в немагнитных металлах проявляется в некоторых особенностях электронного парамагнитного резонанса (См.
Электронный парамагнитный резонанс) (ЭПР), в частности в селективной прозрачности металлических пластин для электромагнитных
волн с частотами, близкими к частоте ЭПР.
Лит.: Ахиезер А. И., Барьяхтар В. Г., Пелетминский С. В., Спиновые волны, М., 1967.
М. И. Каганов.
Прецессия N векторов спинов в линейной цепочке атомов ("моментальный снимок").