Diamagnetisme

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 2. september 2021; checks kræver 3 redigeringer .

Diamagnetisme (fra græsk. "dia ..." - uoverensstemmelse og "magnetisme") - en af ​​typerne af magnetisme , manifesteret i magnetiseringen af ​​et stof i den modsatte retning af det ydre magnetfelt, der virker på det [1] .

Fysisk natur

Effekten skyldes det faktum, at i processen med at introducere et legeme i et magnetfelt eller skabe et felt på stedet for kroppen, viser kredsløbet for hver elektron i kroppen sig at være en "løkke" gennemtrængt af en vekslende magnetisk flux . Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induktion skulle der i dette tilfælde forekomme inducerede ("inducerede") cirkulære strømme, det vil sige en yderligere cirkulær bevægelse af elektroner rundt om magnetfeltets retning. Disse strømme skaber et induceret magnetisk moment i hvert atom , rettet, ifølge Lenz's regel , mod det ydre felt. Diamagnetisme har således en grundlæggende karakter og er en mikroskopisk manifestation af den samme Faradays lov, som er ansvarlig for fremkomsten af ​​elektromotorisk kraft i elektroteknik.

Nogle aspekter af diamagnetisme kan dog ikke beskrives kun ud fra den klassiske fysiks synspunkt, og involvering af kvantemekanik er påkrævet [2] .

Diamagnetiske medier

Diamagnetisme er iboende i ethvert medie, uanset om mediets partikler oprindeligt havde deres eget magnetiske moment eller ej, og hvordan det var orienteret. Diamagnetisme er dog svag og overstyres af felter af en anden karakter, hvis der er iboende magnetiske momenter i systemet.

Elektronerne, der giver induktionsstrømmen, kan være frie, det vil sige bevæge sig gennem kroppen som helhed (i metaller, halvledere, plasma) eller bundet, det vil sige, de tilhører et bestemt atom (i dielektrikum, delvist i halvledere).

I tilfælde af frie elektroner er deres baner forvrænget - i metaller kaldes denne mekanisme Landau-diamagnetisme.

I tilfælde af bundne elektroner er der en rotation som helhed af elektronbanerne i atomet omkring feltets retning, kaldet Larmor-præcessionen .

En særlig type diamagnetisme realiseres i superledere . I dem, når de forsøger at pålægge et eksternt felt, begynder ikke mikroskopiske, men makroskopiske strømme at strømme over overfladen, på grund af hvilket feltet inde i materialet viser sig at være nul ( Meissner-effekt ).

Stoffer-diamagneter

Stoffer, hvor diamagnetismens rolle ikke er blokeret af andre reaktionsmekanismer på et eksternt magnetfelt, kaldes diamagneter . I rent diamagnetiske stoffer har molekylernes elektronskaller ikke et konstant momentum. De øjeblikke, der skabes af individuelle elektroner i sådanne stoffer i fravær af et eksternt felt, kompenseres gensidigt. Det sker især i ioner og molekyler med helt fyldte elektronskaller, for eksempel i inerte gasser, i brint- og nitrogenmolekyler. Eksempler på rent diamagnetiske faste stoffer ( diamagneter ) i klassen af ​​krystallinske metaller og dielektrika er henholdsvis Cu og NaCl , og i klassen af ​​amorfe faste stoffer, SiO 2 .

Magnetiske parametre

For diamagnetiske medier er den magnetiske følsomhed (koblingskoefficienten mellem spændingen og magnetiseringen er negativ og lille i størrelsesordenen (i størrelsesordenen 10 -5 -10 -6 . Følgelig er den magnetiske permeabilitet af sådanne stoffer lidt mindre end enheden. På grund af den lille påvirkning af magnetiske momenter på andre dele af samme krop er ubetydelige.

For superledere, formelt, men faktisk i princippet, kan sådanne stoffer ikke omtales som magneter, fordi indførelsen af ​​et felt i dem er umulig (en analogi: i elektrostatik ville det være mærkeligt at kalde et metal et dielektrikum med et dielektrikum modtagelighed lig med -1).

Se også

Noter

  1. ↑ Ya. G. Dorfman , M. Yu. Kagan . Diamagnetisme . Great Russian Encyclopedia (2004). Hentet 24. august 2021. Arkiveret fra originalen 24. august 2021.
  2. ↑ R. Feynman. Feynman foredrag om fysik. - M .: Mir, 1966. - T. 7. - S. 104-105.
 Magnetiske tilstande