Apakah diamagnetisme dan bahan diamagnet

Bahan diamagnet ditolak oleh medan magnet, medan magnet yang digunakan mencipta medan magnet teraruh di dalamnya dalam arah yang bertentangan, menyebabkan daya tolakan. Sebaliknya, bahan paramagnet dan feromagnetik tertarik oleh medan magnet. Untuk bahan diamagnet, fluks magnet berkurangan, dan untuk bahan paramagnet, fluks magnet meningkat.

Fenomena diamagnetisme ditemui oleh Sebald Justinus Brugmans, yang pada tahun 1778 menyedari bahawa bismut dan antimoni telah ditolak oleh medan magnet. Istilah diamagnetisme dicipta oleh Michael Faraday pada September 1845. Dia menyedari bahawa semua bahan sebenarnya mempunyai semacam kesan diamagnet pada medan magnet luar.

Diamagnetisme mungkin merupakan bentuk kemagnetan yang paling tidak diketahui, walaupun pada hakikatnya diamagnetisme berlaku dalam hampir semua bahan.

Kita semua sudah biasa dengan tarikan magnet kerana kekerapannya bahan feromagnetik dan kerana mereka mempunyai kerentanan magnet yang besar.Sebaliknya, diamagnetisme hampir tidak diketahui dalam kehidupan seharian kerana bahan diamagnet pada umumnya mempunyai kerentanan yang sangat sedikit dan oleh itu daya tolakan hampir boleh diabaikan.

Fenomena diamagnetisme adalah akibat langsung daripada tindakan pasukan Lenzberlaku apabila bahan diletakkan di dalam ruang yang terdapat medan magnet. Bahan diamagnet menyebabkan kelemahan mana-mana medan magnet luar di mana ia berada. Vektor medan Lenz sentiasa dihalakan terhadap vektor medan yang digunakan secara luaran. Ini benar dalam sebarang arah, tanpa mengira orientasi badan diamagnet berkenaan dengan medan yang digunakan.

Mana-mana badan yang diperbuat daripada bahan diamagnetik bukan sahaja melemahkan medan luaran akibat pengaruh tindak balas Lenz, tetapi juga mengalami tindakan daya tertentu jika medan luaran tidak seragam di angkasa.

Daya ini, yang bergantung kepada arah kecerunan medan dan tidak bergantung kepada arah medan itu sendiri, cenderung untuk menggerakkan jasad dari kawasan medan magnet yang agak kuat ke kawasan medan yang lebih lemah—di mana perubahan dalam orbit elektron akan berlaku. yang minimum.

Daya mekanikal yang bertindak pada jasad diamagnet dalam medan magnet ialah ukuran daya atom yang cenderung mengekalkan elektron orbital dalam orbit sfera.

Semua bahan adalah diamagnet kerana juzuk asasnya adalah atom dengan elektron orbital… Sesetengah bahan mencipta kedua-dua medan Lenz dan medan putaran. Disebabkan oleh fakta bahawa medan putaran biasanya jauh lebih kuat daripada medan Lenz, apabila medan kedua-dua jenis berlaku, kesan akibat medan putaran biasanya mendominasi.

Diamagnetisme yang terhasil daripada perubahan dalam orbit elektron biasanya lemah kerana medan tempatan yang bertindak pada elektron individu adalah jauh lebih kuat daripada medan luaran yang digunakan, yang cenderung mengubah orbit semua elektron. Oleh kerana perubahan orbit adalah kecil, tindak balas Lenz yang dikaitkan dengan perubahan ini juga kecil.

Pada masa yang sama, diamagnetisme adalah disebabkan oleh gerakan rawak unsur plasma, menunjukkan dirinya jauh lebih kuat daripada diamagnetisme yang dikaitkan dengan perubahan dalam orbit elektron, kerana ion plasma dan elektron tidak mengalami tindakan daya ikatan yang besar. Dalam kes ini, medan magnet yang agak lemah mengubah trajektori zarah dengan ketara.

Diamagnetisme bagi banyak zarah mikroskopik individu yang bergerak di sepanjang trajektori pelbagai jenis boleh dianggap sebagai hasil daripada pengaruh litar arus setara yang mengelilingi badan yang bahannya mengandungi zarah ini. Mengukur arus ini membolehkan diamagnetisme dikira.

Pengangkatan diamagnet:

Beberapa contoh bahan diamagnet ialah air, logam bismut, hidrogen, helium dan gas mulia lain, natrium klorida, kuprum, emas, silikon, germanium, grafit, gangsa, dan sulfur.

Secara umum, diamagnetisme boleh dikatakan tidak kelihatan, kecuali yang dipanggil superkonduktor… Di sini kesan diamagnet sangat kuat sehingga superkonduktor malah bergerak di atas magnet.

Demonstrasi pengangkatan diamagnet menggunakan plat grafit pirolitik—ia adalah bahan yang sangat diamagnet, iaitu bahan yang mempunyai kerentanan magnet yang sangat negatif.

Ini bermakna bahawa dengan adanya medan magnet, bahan menjadi magnet, mewujudkan medan magnet bertentangan yang menyebabkan bahan ditolak oleh sumber medan magnet. Ini adalah bertentangan dengan apa yang berlaku dengan bahan paramagnet atau feromagnetik yang tertarik kepada sumber medan magnet (cth besi).

Grafit pirolitik, bahan dengan struktur khas yang memberikan diamagnetisme yang hebat. Ini, digabungkan dengan ketumpatan rendah dan medan magnet yang kuat yang dicapai dengan magnet neodymium, menjadikan fenomena itu kelihatan seperti dalam foto ini.

Telah disahkan secara eksperimen bahawa bahan diamagnet mempunyai:

• Kebolehtelapan magnet relatif adalah kurang daripada satu;
• aruhan magnet negatif;
• Kecenderungan magnet negatif, boleh dikatakan bebas daripada suhu.

Pada suhu di bawah suhu kritikal, semasa peralihan bahan kepada keadaan superkonduktor, ia menjadi diamagnet yang ideal:Kesan Meissner dan penggunaannya