Diamagnetyki
Diamagnetyki są to substancje które wykazują zjawisko diamagnetyzmu, czyli magnesowania się tych substancji w zewnętrznym polu magnetycznym w kierunku przeciwnym do kierunku zewnętrznego pola magnetycznego. Zatem diamagnetyki osłabiają zewnętrzne pole magnetyczne.
Indukowane pole w diamagnetyku jest bardzo słabe i powoduje wypychanie substancji z pola zewnętrznego. Diamagnetyzm wykazują wszystkie substancje. Zjawisko to jest jednak często maskowane przez inne zjawiska magnetyczne.
Również gaz elektronowy w przewodnikach przyczynia się do powstawania zjawiska diamagnetyzmu (diamagnetyzm Landaua).
Podatność magnetyczna diamagnetyków jest mniejsza od zera.
Rodzaje diamagnetyków
Można podać następującą klasyfikację diamagnetyków:
- diamagnetyki normalne (np. cynk, złoto, rtęć, gazy szlachetne);
- półprzewodniki i wybrane związki organiczne, dla których podatność magnetyczna jest niewielka i nie zależy od temperatury;
- diamagnetyki anomalne (np. bizmut, grafit) - o większych wartościach podatności magnetycznej, zależnej od temperatury;
- nadprzewodniki (indukcja B=0 i podatność magnetyczna równa -1).
Tablice
W poniższej tablicy przedstawiono wybrane diamagnetyki.
| Substancja | Podatność magnetyczna (10-8 m3/kg) |
|---|---|
| azot | -0,537 |
| bizmut | -1,68 |
| chlor | -0,720 |
| diament | -0,62 |
| CO2 | -0,6 |
| grafit | -0,63 |
| krzem | -0,174 |
| miedź | -0,108 |
| ołów | -0,139 |
| rtęć | -0,21 |
| srebro | -0,227 |
| woda | -0,905 |
| wodór | -2,497 |
| złoto | -0,178 |
Przyczyna diamagnetyzmu
W diamagnetykach, które nie są umieszczone w polu magnetycznych moment magnetyczny atomów jest zerowy. Zewnętrzne pole magnetyczne wzbudza dodatkowy moment magnetyczny w powłokach elektronowych atomów diamagnetyka poprzez indukowanie dodatkowego prądu elektronowego. To właśnie z nim związany jest dodatkowy moment magnetyczny, który osłabia zewnętrzne pole magnetyczne.
Bizmut - przykład diamagnetyka © Björn Wylezich - stock.adobe.com
Ciekawostki
Zjawisko diamagnetyzmu zostało odkryte w 1778 roku przez S. J. Burgmansa. Ten naukowiec i lekarz zaobserwował, że bizmut jest odpychany od jednego z biegunów magnesu, sam jednak nie wykazuje trwałego namagnesowania. Dopiero w 1845 roku Michael Faraday głębiej zbadał to zjawisko, nazwał je diamagnetyzmem. Już w XX wieku Paul Langevin wyjaśnił zjawisko za pomocą teorii elektronowej.
Ferromagnetyki
Paramagnetyki© medianauka.pl, 2021-07-10, A-4096