Paramagnetyki

Paramagnetyki są to substancje, które wykazują paramagnetyzm, czyli zjawisko pojawiania się wypadkowego momentu magnetycznego i polaryzacji magnetycznej pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego.

Atomy, cząsteczki paramagnetyków mają trwałe momenty magnetyczne (są maleńkimi magnesami), jednak ich chaotyczne rozmieszczenie daje w wyniku zerową polaryzację magnetyczną. Gdy paramagnetyk znajdzie się w polu magnetycznym, następuje pewne uporządkowanie tych dipoli i substancja wykazuje makroskopowe namagnesowanie.

Oddziaływanie paramagnetyczne jest bardzo słabe i w odróżnieniu od diamagnetyzmu, ma odwrotną orientację. W tym przypadku jest ona zgodna z polem zewnętrznym.

Wzór na polaryzację paramagnetyków jest następujący:

\vec{J} = \mu_0\chi_m\vec{H}

gdzie:

Powyższa zależność jest prawdziwa dla słabych pól magnetycznych i niezbyt niskich temperatur. W temperaturach bliskich zera bezwzględnego dipole magnetyczne atomów nie mają swobody w układaniu się zgodnie z liniami pola magnetycznego zewnętrznego.

Dla paramagnetyków podatność magnetyczna χm>0, ale w odróżnieniu od ferromagnetyków nie przyjmuje dużych wartości.

Paramagnetykami są substancje, których cząsteczki (atomy) mają niesparowane elektrony).

Tablice

W poniższej tablicy przedstawiono wybrane paramagnetyki.

Substancja Podatność magnetyczna (10-8 m3/kg)
chrom 4,4
glin 0,768
magnez 0,652
NO (tlenek azotu) 61,2
platyna 1,22
terb 1350
O2 (tlen cząsteczkowy) 135,4
wolfram 0,39

Ciekawostki

W słabym polu magnetycznym zewnętrznym namagnesowanie paramagnetyka jest również słabe. Rośnie wraz z natężeniem pola. Maksymalna polaryzacja jest osiągana wówczas, gdy ruchy cieplne nie są w stanie zniszczyć uporządkowania dipoli magnetycznych atomów lub cząsteczek.

Gaz elektronowy wykazuje własności paramagnetyczne.

glin, aluminium
Glin (aluminium) - przykład paramagnetyka © Björn Wylezich - stock.adobe.com

Prawo Curie

Prawo Curie brzmi:

Podatność magnetyczna paramagnetyków jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury w skali bezwzględnej.

\chi_m = \frac{C}{T}

gdzie:

Stała Curie jest charakterystyczna dla danej substancji.

Pytania

Pytania

Czy paramagnetyki można trwale namagnesować?

Nie. Paramagnetyki tracą polaryzację magnetyczną po wyłączeniu zewnętrznego pola magnetycznego.






© medianauka.pl, 2021-07-10, A-4099



Udostępnij
©® Media Nauka 2008-2025 r.