Примери за парамагнетизъм, парамагнитни материали, примери и разлики с диамагнетизма



на парамагнетизъм е форма на магнетизъм, при която някои материали са слабо привлечени от външно магнитно поле и образуват вътрешни магнитни полета, индуцирани в посока на приложеното магнитно поле.

Противно на това, което много хора често мислят, магнитните свойства не се свеждат само до феромагнитни вещества. Всички вещества имат магнитни свойства, макар и в по-слаба форма. Тези вещества се наричат ​​парамагнитни и диамагнитни.

По този начин могат да се разграничат два вида вещества: парамагнитни и диамагнитни. При наличие на магнитно поле, парамагнитните се привличат към областта, където интензивността на полето е по-голяма. За разлика от тях, диамагнитните се привличат към областта на полето, в която интензивността е по-ниска.

При наличие на магнитни полета, парамагнитните материали изпитват същия вид привличане и отблъскване, наблюдавано от магнити. Обаче, когато магнитното поле изчезва, ентропията завършва магнитното подравняване, което е било индуцирано.

С други думи, парамагнитните материали се привличат от магнитни полета, въпреки че те не се трансформират в постоянно намагнетизирани материали. Някои примери за парамагнитни вещества са: въздух, магнезий, платина, алуминий, титан, волфрам и литий..

индекс

  • 1 Причини
    • 1.1 Закон на Кюри
  • 2 Парамагнитни материали
  • 3 Различия между парамагнетизма и диамагнетизма
  • 4 Приложения
  • 5 Препратки 

каузи

Парамагнетизмът се дължи на факта, че някои материали са съставени от атоми и молекули, които имат постоянни магнитни моменти (или диполи), дори когато не са в присъствието на магнитно поле.

Магнитните моменти са причинени от завъртанията на неспарените електрони на метали и други материали, които имат парамагнитни свойства.

В чистия парамагнетизъм диполите не взаимодействат помежду си, а са ориентирани случайно в отсъствието на външно магнитно поле като последица от термично възбуждане. Това генерира нулев магнитен момент.

Обаче, когато се приложи магнитно поле, диполите са склонни да се подравнят с приложеното поле, което води до нетен магнитен момент в посоката на споменатото поле и добавяне към външното поле..

Във всеки случай, подравняването на диполите може да бъде противодействано от ефекта на температурата.

По този начин, при нагряване на материала, термичното разбъркване може да противодейства на ефекта, който магнитното поле има върху диполите и магнитните моменти се преориентират хаотично, намалявайки интензивността на индуцираното поле..

Законът на Кюри

Законът на Кюри е разработен експериментално от френския физик Пиер Кюри през 1896 г. Той може да се прилага само когато са налице високи температури и парамагнитното вещество е в присъствието на слаби магнитни полета..

Това е така, защото не успява да опише парамагнетизма, когато голяма част от магнитните моменти са подравнени.

Законът гласи, че намагнитването на парамагнитния материал е правопропорционално на приложената магнитна сила. Това е така нареченият закон на Кюри:

М = Х = Н = СН / Т

В предишната формула М е намагнитването, Н е плътността на магнитния поток на приложеното магнитно поле, Т е температурата, измерена в Келвин, а С е константа, която е специфична за всеки материал и се нарича константа Кюри..

От наблюдението на закона на Кюри следва също, че намагнитването е обратно пропорционално на температурата. Поради тази причина, когато материалът се нагрява, диполите и магнитните моменти са склонни да губят ориентацията, получена от наличието на магнитно поле..

Парамагнитни материали

Парамагнитните материали са всички онези материали с магнитна пропускливост (капацитет на вещество да привлича или да я превръща в магнитно поле) подобно на магнитната пропускливост на вакуума. Такива материали показват незначително ниво на феромагнетизъм.

От физическа гледна точка се посочва, че относителната му магнитна проницаемост (коефициент между пропускливостта на материала или средата и пропускливостта на вакуума) е приблизително равна на 1, което е магнитната пропускливост на вакуума..

Сред парамагнитните материали има определен вид материали, които се наричат ​​суперпарамагнитни. Въпреки че те следват закона на Кюри, тези материали имат сравнително висока постоянна стойност на Кюри.

Разлики между парамагнетизма и диамагнетизма

Именно Майкъл Фарадей, който през септември 1845 г. осъзна, че в действителност всички материали (не само феромагнети) реагират в присъствието на магнитни полета.

Във всеки случай истината е, че повечето вещества имат диамагнетичен характер, тъй като двойките електрони, сдвоени - и следователно с противоположни спинове - леко предпочитат диамагнетизма. Напротив, само когато има неспарени електрони, се появява диамагнетизъм.

И парамагнитните, и диамагнитните материали имат слаба чувствителност към магнитни полета, но докато в първата е положителна в последната, тя е отрицателна.

Диамагнитните материали са леко отблъснати от магнитно поле; От друга страна, парамагнитните се привличат, макар и с малка сила. И в двата случая, когато магнитното поле се отстрани, ефектите на намагнитването изчезват.

Както вече беше казано, по-голямата част от елементите, които съставят периодичната таблица, са диамагнитни. Така например примери за диамагнитни вещества са вода, водород, хелий и злато.

приложения

Тъй като парамагнитните материали имат вакуумно поведение при липса на магнитно поле, техните приложения в промишлеността са донякъде намалени.

Едно от най-интересните приложения на парамагнетизма е електронният парамагнитен резонанс (RPE), който е широко използван във физиката, химията и археологията. Това е спектроскопска техника, с която е възможно да се открият видове с неспарени електрони.

Тази техника се прилага при ферментации, в промишленото производство на полимери, в износването на моторни масла и в производството на бира, наред с други области. По същия начин тази техника е широко използвана при датирането на археологическите останки.

препратки

  1. Парамагнетизъм (n.d.). В Уикипедия. Възстановен на 24 април 2018 г. от es.wikipedia.org.
  2. Диамагнетизъм (n.d.). В Уикипедия. Възстановен на 24 април 2018 г. от es.wikipedia.org.
  3. Парамагнетизъм (n.d.). В Уикипедия. Възстановен на 24 април 2018 г. от en.wikipedia.org.
  4. Диамагнетизъм (n.d.). В Уикипедия. Възстановен на 24 април 2018 г. от en.wikipedia.org.
  5. Чанг, М. С. "Диамагнетизъм и парамагнетизъм" (PDF). NTNU лекционни бележки. Възстановен на 25 април 2018 г..
  6. Орчард, А. Ф. (2003) магнетохимия. Oxford University Press.