Paramagnetism põhjused, parameetrilised materjalid, näited ja erinevused Diamagnetismiga



The paramagnetism on magnetismi vorm, milles teatavad materjalid on nõrgalt seotud välise magnetväljaga ja moodustavad sisemise magnetvälja, mis on tekitatud rakendatava magnetvälja suunas..

Vastupidiselt sellele, mida paljud inimesed sageli arvavad, ei vähendata magnetilisi omadusi ainult ferromagnetilistele ainetele. Kõigil ainetel on magnetilised omadused, kuigi nõrgemal kujul. Neid aineid nimetatakse paramagnetiliseks ja diamagnetiliseks.

Sel viisil saab eristada kahte tüüpi aineid: paramagnetiline ja diamagnetiline. Magnetvälja juuresolekul meelitatakse paramagnetilisi piirkonda, kus põllu intensiivsus on suurem. Vastupidiselt sellele on diamagnetilised need, mis on seotud selle piirkonna piirkonnaga, kus intensiivsus on madalam.

Magnetväljade juuresolekul esineb paramagnetilistel materjalidel samasugune atraktsioon ja tõrjutus, mida kogevad magnetid. Kui aga magnetväli kaob, lõpeb entropia indutseeritud magnetilise joonduse.

Teisisõnu, paramagnetilisi materjale meelitavad magnetväljad, kuigi neid ei muundata püsivalt magnetiseeritud materjalideks. Mõned paramagnetiliste ainete näited on muu hulgas: õhk, magneesium, plaatina, alumiinium, titaan, volfram ja liitium..

Indeks

  • 1 Põhjustab
    • 1.1 Curie seadus
  • 2 Paramagnetilised materjalid
  • 3 Erinevused paramagnetismi ja diamagnetismi vahel
  • 4 Rakendused
  • 5 Viited 

Põhjused

Paramagnetism on tingitud asjaolust, et teatud materjalid koosnevad aatomitest ja molekulidest, millel on püsivad magnetmomendid (või dipoolid), isegi kui need ei ole magnetvälja juuresolekul.

Magnetmomente põhjustavad metallide ja muude parameetrilisi omadusi omavate materjalide paarituid elektrone.

Puhtas paramagnetismis ei ole dipoolid omavahel koostoimivad, vaid on juhuslikult orienteeritud välise magnetvälja puudumisel termilise segamise tagajärjel. See tekitab nullmagnetmomendi.

Kui aga rakendatakse magnetvälja, siis kalduvad dipoolid sobituma rakendatud väljaga, mille tulemuseks on magnetvälja läbimõõt nimetatud põllu suunas ja lisades välisele väljale..

Igal juhul võib dipoolide joondamist tõkestada temperatuuri mõjuga.

Sel moel, kui materjali kuumutatakse, on termiline segamine võimeline neutraliseerima magnetvälja mõju dipoolidele ja magnetilised hetked suunatakse ümber kaootiliselt, vähendades indutseeritud välja intensiivsust.

Curie seadus

Curie seadust arendas eksperimentaalselt prantsuse füüsik Pierre Curie 1896. aastal. Seda saab rakendada ainult kõrge temperatuuri juures ja paramagnetiline aine nõrga magnetvälja juuresolekul.

Seda seetõttu, et see ei kirjelda paramagnetismi, kui suur osa magnetmomentidest on joondatud.

Seadus sätestab, et paramagnetilise materjali magnetiseerimine on otseselt proportsionaalne rakendatava magnetvälja tugevusega. Seda nimetatakse Curie seaduseks:

M = X = H = CH / T

Eelmises valemis M on magnetiseerimine, H on rakendatava magnetvälja magnetvoo tihedus, T on Kelvinis mõõdetud temperatuur ja C on iga materjali suhtes kindel ja seda nimetatakse Curie konstantseks..

Curie õiguse jälgimisest tuleneb ka, et magnetiseerimine on pöördvõrdeline temperatuuriga. Sel põhjusel kalduvad materjali kuumutamisel dipoolid ja magnetmomendid kaotama magnetvälja juuresolekul saadud orientatsiooni..

Parameetrilised materjalid

Parameetrilised materjalid on kõik need materjalid, millel on magnetiline läbilaskvus (aine võime magnetvälja tõmbamiseks või läbimiseks) sarnanevad vaakumi magnetilisele läbilaskvusele. Selliste materjalide ferromagnetism on tühine.

Füüsikalises mõttes on öeldud, et selle suhteline magnetiline läbilaskvus (jaotus materjali või keskkonna läbilaskvuse ja vaakumi läbilaskvuse vahel) on ligikaudu 1, mis on vaakumi magnetiline läbilaskvus..

Parameetriliste materjalide hulgas on teatud tüüpi materjale, mida nimetatakse superparamagnetiliseks. Kuigi nad järgivad Curie seadust, on nendel materjalidel üsna kõrge Curie konstantse väärtus.

Erinevused paramagnetismi ja diamagnetismi vahel

See oli Michael Faraday, kes 1845. aasta septembris mõistis, et tegelikult kõik materjalid (mitte ainult ferromagnetid) reageerivad magnetväljade juuresolekul.

Igal juhul on tõsi, et enamikul ainetel on diamagnetiline iseloom, kuna elektronide paarid - ja seega ka vastupidine spin - soodustavad nõrgalt diamagnetismi. Vastupidi, ainult siis, kui on olemas paarituid elektrone, toimub diamagnetism.

Nii paramagnetilistel kui ka diamagnetilistel materjalidel on nõrk vastuvõtlikkus magnetväljade suhtes, kuid samas kui esimeses on see positiivne viimases, on see negatiivne.

Magnetväljaga pärsib kergelt diamagnetilisi materjale; Teisest küljest meelitatakse paramagnetilisi, kuigi ka vähe jõudu. Mõlemal juhul kaovad magnetvälja eemaldamisel magnetiseerimise mõju.

Nagu juba öeldud, on enamik perioodilise tabeli elemente diamagnetilised. Seega on diamagnetiliste ainete näited vesi, vesinik, heelium ja kuld.

Rakendused

Kuna paramagnetilistel materjalidel on magnetvälja puudumisel vaakumitaoline käitumine, on nende rakendused tööstuses mõnevõrra vähenenud.

Parimagnetismi üks huvitavamaid rakendusi on elektrooniline parameetriline resonants (RPE), mida kasutatakse laialdaselt füüsikas, keemias ja arheoloogias. Tegemist on spektroskoopilise tehnikaga, millega on võimalik tuvastada liigitamata elektronidega liike.

Seda meetodit kasutatakse muuhulgas kääritamisel, polümeeride tööstuslikul tootmisel, mootoriõlide kulumisel ja õlle valmistamisel. Samamoodi kasutatakse seda tehnikat laialdaselt arheoloogiliste jäänuste uurimisel.

Viited

  1. Paramagnetism (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 24. aprillil 2018, es.wikipedia.org.
  2. Diamagnetism (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 24. aprillil 2018, es.wikipedia.org.
  3. Paramagnetism (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 24. aprillil 2018, en.wikipedia.org.
  4. Diamagnetism (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 24. aprillil 2018, en.wikipedia.org.
  5. Chang, M. C. "Diamagnetism ja paramagnetism" (PDF). NTNU loenguteated. Välja otsitud 25. aprillil 2018.
  6. Orchard, A. F. (2003) Magnetokeemia. Oxfordi ülikooli ajakirjandus.