Діамагнітний ефект. Діамагнетики, парамагнетики та їх намагнічування

.

У відсутності магнетика маємо , тобто

.

Як видно, визначається оберненим співвідношенням, порівняно з діелектричною проникністю, для якої . У випадку парамагнетика дещо перевищує одиницю, а у феромагнетику . В діамагнетиках сприйнятність має від’ємне значення, хоча і дуже мале, тому там дещо менше за одиницю.

Діамагнетизм має електроіндукційну природу, причиною його є виникнення вихрового електричного поля внаслідок зміни зовнішнього магнітного поля.

Діамагнетизм є універсальним явищем. Однак, цей механізм створює дуже слабке намагнічування, котре у багатьох випадках маскується більш сильним явищем парамагнетизму й, особливо, феромагнетизму. Тому прояви діамагнетизму можна спостерігати лише в речовинах, де інші механізми намагнічування відсутні. Цій вимозі відповідає відсутність магнітних моментів у структурних елементах (атоми, іони, молекули) речовини.

В атомах інертних газів од неону до радону на зовнішніх р -підоболонках знаходиться максимальне для р -підоболонки число електронів – шість, тому ці гази є діамагнетиками. З інших елементарних речовин діамагнетиком є мідь, цинк, вісмут, срібло, золото та ін. Діамагнітними є більшість кристалічних сполук з іонним типом зв’язку.

Діамагнетики легко відрізнити від інших магнетиків за їхньою поведінкою у неоднорідному магнітному полі. Оскільки вектор намагнічування діамагнетика завжди спрямований протилежно зовнішньому магнітному полю, то цей матеріал буде виштовхуватися з поля. Якщо діамагнітний зразок має вигляд тонкого стержня, підвішеного за його середину на нитці, то в магнітному полі стержень, повертаючись перпендикулярно до ліній поля, встановлюється на середній лінії між полюсами магніту. Саме вздовж цієї лінії розміщені точки з мінімальним значенням магнітного поля, тобто з його нульовим градієнтом ().

До парамагнетиків належать речовини, які, на відміну від діамагнетиків, посилюють магнітне поле, правда, в незначній мірі. На відміну від діамагнетиків, до складу парамагнетиків входять атоми чи іони, які мають спонтанний магнітний момент – парамагнітні атоми (іони, молекули).

Очевидно, механізм явища парамагнетизму, як і у випадку діамагнетизму, необхідно шукати за межами прямої магнітної взаємодії. Виявляється, що причиною, яка змушує атомні магнітні моменти до орієнтації у напрямку зовнішнього поля, є тепловий рух атомів. Зіткнення атомів – це складний процес, який відбувається у змінному електричному та магнітному полі. Внаслідок зіткнень магнітні моменти атомів "розморожуються", орієнтуючись переважно в напрямку зовнішнього магнітного поля.

Механізм намагнічування парамагнетика нагадує орієнтаційну поляризацію газу з полярних молекул.

Дата добавления: 2017-01-14