В 1777 году К. Дж. Бергман первым заметил, что висмут и сурьма отталкиваются от магнитного поля. Однако термин “диамагнетизм” был введен позже (в сентябре 1845 года) Майклом Фарадеем, когда он понял, что все материалы в природе имеют слегка диамагнитную реакцию на приложенное к ним магнитное поле.
Диамагнетизм, парамагнетизм, ферромагнетизм, антиферромагнетизм
Диамагнетизм (от греч. dia – расхождение и магнетизм) – это свойство вещества намагничиваться в направлении приложенного магнитного поля.
Диамагнетики – это вещества, магнитные моменты атомов которых равны нулю в отсутствие внешнего поля, поскольку магнитные моменты всех электронов в атоме компенсируют друг друга, т.е. диамагнетики не магнитятся в отсутствие внешнего магнитного поля. Под действием внешнего магнитного поля каждый диамагнитный атом приобретает магнитный момент I (а каждая единица объема – намагниченность M), пропорциональный магнитной индукции B и направленный в сторону поля. Поэтому магнитная восприимчивость диамагнетика всегда отрицательна. По абсолютной величине диамагнитная восприимчивость χ мала и слабо зависит как от напряженности магнитного поля, так и от температуры.
Когда диамагнитный материал подвергается воздействию внешнего магнитного поля, наблюдается изменение структуры, т.е. приобретение атомами наведенных магнитных моментов. Если мы рассмотрим небольшой объем изотропного диамагнетика, то увидим, что его атомы имеют одинаковый индуцированный магнитный момент, который направлен в противоположную сторону от внешнего магнитного поля.
Свойства диамагнетика
Все материалы обладают магнитными свойствами и поэтому называются магнетики. Степень и характер взаимодействия материалов с внешним магнитным полем дает представление о природе магнетизма.
Диамагнетики обладают несколькими свойствами:
- Диамагнетики относятся к слабомагнитный вещества.
- Магнитная проницаемость таких материалов меньше единицы и определяется независимо от напряженности внешнего магнитного поля. В отсутствие магнитного поля диамагнитные материалы имеют нулевой магнитный момент.
- Они отличаются от ферро- и парамагнитных материалов. Диамагнетики и парамагнетики имеют магнитную проницаемость, близкую к единице, но они могут отличаться друг от друга. Для парамагнитных материалов магнитная восприимчивость, как и для диамагнитных материалов, не связана с напряженностью внешнего поля, но соответствует положительным значениям. Ферромагниты характеризуются высокой положительной магнитной восприимчивостью. В отличие от диамагнитных и парамагнитных материалов, ферромагнитные материалы имеют более высокую магнитную восприимчивость, которая в большей степени зависит от напряженности магнитного поля и температуры.
Парамагнетики это вещества, атомы которых имеют ненулевой магнитный момент в отсутствие внешнего магнитного поля. .
Что такое диамагнетики
Микроскопическая плотность тока в намагниченном веществе чрезвычайно сложна и значительно варьируется даже в пределах одного атома. Однако во многих практических задачах такое подробное описание не требуется, и нас интересуют средние магнитные поля, создаваемые большим числом атомов.
Как мы уже говорили, магнетики можно разделить на три основные группы: диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики.
Диамагнетизм (от греч. диа – Дивергенция и магнетизм) – это свойство вещества намагничиваться в направлении, противоположном приложенному магнитному полю.
Диамагнетики вещества, магнитные моменты атомов которых в отсутствие внешнего поля равны нулю, поскольку магнитные моменты всех электронов атома взаимно смещены (например, инертные газы, водород, азот, NaCl и т.д.).
Когда диамагнитное вещество помещается в магнитное поле, его атомы приобретают индуцированные магнитные моменты. В небольшом объеме ΔV в изотропном диамагните, индуцированные магнитные моменты всех атомов одинаковы и направлены в противоположную сторону противоположный вектору .
Вектор намагниченности диамагнетика имеет вид
| , | (6.4.2) |
Где n0 – атомная концентрация, – магнитная постоянная, -это магнитная восприимчивость среды.
Для всех диамагнетиков поэтому, вектор плотность магнитного потока собственного магнитного поля, создаваемого диамагнетиком, намагниченным внешним полем направлена в направлении, противоположном . (В отличие от диэлектрика в электрическом поле).
В диамагнетизме
Парамагнетизм (от греч. para – близко, рядом и магнетизм) – это свойство веществ во внешнем магнитном поле намагничиваться в направлении этого поля, так что действие индуцированного внутреннего поля добавляется к действию внешнего поля внутри парамагнетика.
Парамагниты это вещества, в которых атомы имеют ненулевой магнитный момент в отсутствие внешнего магнитного поля. .
Эти вещества намагничиваются в направлении вектора .
К Парамагниты включают многие щелочные металлы, кислород оксид азота NO, хлорид железа и т.д.
В отсутствие внешнего магнитного поля намагниченность парамагнетиков из-за того, что векторы различных атомов ориентированы случайным образом различных атомов ориентированы случайным образом.
Когда парамагнетик подвергается воздействию внешнего магнитного поля, собственные магнитные моменты атомов в основном ориентируются в направлении поля, так что магнитные моменты атомов оказываются неупорядоченными в направлении поля. в направлении поля, поэтому парамагнетик намагничивается. Значения для парамагнетиков положительны ( ) и находятся в диапазоне т.е. примерно так же, как и для диамагнетика.
Учитывая высокие температуры и низкие поля, мы получаем следующие результаты:
Что такое парамагнетики
Парамагнетики также являются слабомагнитными веществами. Их частицы характеризуются наличием постоянного магнитного момента p m → . Его энергия во внешнем поле может быть рассчитана следующим образом:
Если направления векторов B → и p m → совпадают, то величина энергии будет минимальной.
Если мы внесем парамагнетик во внешнее магнитное поле, то магнитные моменты будут иметь преимущественную ориентацию в направлении поля, соответствующем Распределение Больцмана..
Другими словами, вещество намагничивается: дополнительное поле усиливается за счет совпадения с внешним полем. Однако угол между векторами остается неизменным.
Изменение ориентации магнитных моментов в соответствии с распределением Больцмана происходит из-за столкновений и взаимодействий атомов друг с другом. В отличие от диамагнетиков, магнитная восприимчивость парамагнетиков изменяется с температурой в соответствии с законом Кюри или законом Кюри-Вейсса.
В формуле дельта – это константа, которая может быть больше 0 или меньше.
Величина магнитной восприимчивости парамагнетика больше 0, но лишь незначительно. Существуют следующие типы парамагнитов
- нормальный;
- Парамагнитные металлы;
- Антиферромагнетики.
Второй тип парамагнетиков не показывает никакой связи между магнитной восприимчивостью и температурой. Эти металлы слабомагнитны при χ ≈ 10 – 6 .
Парамагнитные вещества характеризуются наличием парамагнитного резонанса. Возьмем внешнее магнитное поле с помещенным в него парамагнитом. Как мы писали выше, в нем создается дополнительное магнитное поле с вектором индукции, перпендикулярным вектору постоянного поля. Когда дополнительное поле взаимодействует с магнитным моментом атома, возникает так называемый момент силы M →.
Этот момент вызывает изменение угла между p m → и B → .
Когда частота прецессии совпадает с частотой переменного магнитного поля, момент силы, создаваемый этим полем, будет либо постоянно увеличивать указанный угол, либо постоянно уменьшать его. Это так называемый сайт парамагнитный резонанс..
Если магнитное поле слабое, то намагниченность в парамагнетиках будет пропорциональна напряженности поля и может быть выражена следующей формулой:
/> Привет, меня зовут Lampbot, я компьютерная программа, которая поможет вам создать карту Word. Я отлично разбираюсь в математике, но пока не понимаю, как устроен ваш мир. Пожалуйста, помогите мне разобраться!
Значение слова “диамагнетик”.
/>Добро пожаловать, меня зовут Lampbot, я компьютерная программа, которая помогает вам создать карту Word. Я отлично умею считать, но я еще не очень хорошо понимаю, как устроен ваш мир. Пожалуйста, помогите мне разобраться!
Спасибо! Я стал немного лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: выкипать – Это что-то нейтральное, позитивное или негативное?
Синонимы к слову “диамагнитный
Предложения со словом “диамагнитный»
- Парамагниты притягиваются к внешнему магниту, диамагнетик отталкивать.
Понятия, связанные со словом “диамагнетик”
Отправить комментарий
Читать далее
Предложения со словом “диамагнитный»
Парамагниты притягиваются к внешнему магниту, диамагниты отталкивать.
Поэтому человеческое тело диамагнетикт.е. вещество, которое является немагнитным в отсутствие внешнего магнитного поля.
Однако, когда присутствует внешнее магнитное поле диамагнетик становится похожим на магнит с тем же полюсом, что и внешний “магнит”, и, следовательно, начинает отталкивать его.
Магнитные свойства вещества в основном обусловлены магнитными моментами электронов. Одновременно с вращением электронов вокруг собственной оси (спиновое движение), электроны также вращаются вокруг положительно заряженных ядер (орбитальное движение). Оба типа движения эквивалентны круговому току, который генерирует магнитный импульс.
2 Магнитные свойства химических элементов и минералов
Большинство химических элементов бывают диамагнитными и парамагнитными. Характерна периодичность перехода элементов от диамагнетизма к парамагнетизму. Для элементов первой половины периода характерен парамагнетизм из-за пустой внешней орбиты, а для элементов второй половины – диамагнетизм, характеризующийся полностью заполненной орбитой.
Диамагнитная восприимчивость большинства элементов составляет
(-10÷0)*10 -5 СИ. Диамагнитными элементами являются нейтральные газы, ряд металлов (медь, серебро, золото, цинк, висмут) и неметаллов (кремний, кварц, алмаз, графит, сера, фосфор), органические соединения.
Восприимчивость парамагнитных веществ положительна, а магнитные моменты усиливают внешнее поле. При намагничивании атомные моменты выравниваются по направлению поля. Абсолютные значения æ изменяются в пределах 10 -2 ÷10 -5 единиц СИ. СИ.
К парамагнетикам относятся щелочные и щелочноземельные металлы, некоторые переходные металлы; ряд солей железа, кобальта, никеля и редкоземельных элементов; кислород как газ.
Особая группа веществ среди парамагнетиков называется ферромагнетиками. К ферромагнитам относятся железо, кобальт, никель, а также некоторые виды лантаноидов: гадолиний (64 Gd), тербий (65Tb), диспрозий (66Dy), гольмий (67 Ho), эрбий (68Er). А также ряд соединений хрома, марганца и урана с неферромагнитными элементами.
2.1 Диамагнетизм, диамагнитные минералы
С точки зрения æ все минералы делятся на три группы: диамагнитные, парамагнитные и ферромагнитные.
Диамагнитные минералы (висмут, медь, золото, серебро, алмазы, свинец, кварц, гипс и т.д.) имеют самую низкую восприимчивость, обычно порядка (1-2) -10 -5 единиц СИ. СИ. Эти минералы не могут образовывать магнитные аномалии.
Примеры магнитной восприимчивости (*10 -5 единиц СИ) некоторых минералов (N.B.Dortman, 1984):
Читайте далее:- Магнитные свойства материи.
- Ферромагнетики⚠️: примеры, применение, свойства.
- Магнетизм – Джеймс Трефил, энциклопедия "Двести законов Вселенной".
- 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
- Как работает магнит – T; P.
- Атомная структура.
- Как работают атомы.