Парамагнетизм - это свойство материалов притягиваться к магнитному полю. В то время как ферромагнетизм и антиферромагнетизм являются более известными формами магнетизма, парамагнетизм является менее распространенным и менее изученным свойством.
Когда материал обладает парамагнетизмом, он имеет незначительную положительную магнитную восприимчивость, что означает, что он может быть слабо притянут к полю магнита. Парамагнетики обычно не обладают постоянным магнитным полем, они временно обретают магнитные свойства при воздействии магнитного поля.
Важно отметить, что парамагнетические свойства материала могут быть очень слабыми. Некоторые материалы, такие как алюминий и платина, обычно считаются парамагнетиками, но их магнитная восприимчивость настолько слаба, что ее можно пренебречь в большинстве практических случаев.
Однако некоторые парамагнетики, такие как диоксид препарата уня, обладают значительно более сильной магнитной восприимчивостью и могут быть использованы в различных технических и научных приложениях.
Механизм, лежащий в основе парамагнетических свойств материалов, связан с ориентацией магнитных моментов атомов или молекул внутри материала. В парамагнетиках магнитные моменты атомов или молекул не полностью компенсируют друг друга, что позволяет магнитным полям воздействовать на них и приводить к общей намагниченности.
Изучение парамагнетизма представляет интерес для ученых и инженеров, поскольку понимание этого свойства материалов может привести к разработке новых материалов с улучшенными магнитными характеристиками и их использованию в различных областях, таких как электроника, медицина и энергетика.
Что такое парамагнетик?
В отличие от ферромагнетиков, парамагнетики не обладают спонтанной намагниченностью в отсутствие внешнего поля. Однако, в присутствии такого поля, они начинают выстраиваться вдоль его линий, создавая слабое магнитное поле вокруг себя.
Парамагнетики обычно проявляют свои свойства лишь при низких температурах или в сильных магнитных полях. Это объясняется тем, что при повышении температуры или уменьшении индукции магнитного поля, их взаимодействие становится менее выраженным и результаты наблюдаемых явлений слабеют.
К некоторым известным парамагнетикам относятся: кислород, алюминий, хром, молекулы воды.
Определение и свойства
Парамагнитным веществом называется материал, проявляющий слабую взаимодействие с магнитным полем в отсутствие внешнего поля. Термин "парамагнетик" происходит от греческого слова "παρά" (пара), что означает "близко" или "помимо", и слова "μαγνήτης" (магнетис), что означает магнит.
Парагнетические вещества сильно реагируют на воздействие внешнего магнитного поля и накапливаются в нем. Они обладают свойствами притягиваться к магниту и приобретать временный магнитный момент в направлении вектора магнитного поля.
Основные свойства парамагнетиков:
- Положительная магнитная восприимчивость: Парамагнетики имеют положительное значение магнитной восприимчивости, что означает, что они способны накапливать магнитную индукцию в магнитном поле.
- Ориентация магнитного момента: Парамагнетики имеют неупорядоченную ориентацию магнитных моментов в отсутствие внешнего магнитного поля. Под влиянием внешнего поля магнитные моменты становятся упорядоченными и направляются по векторному полю.
- Температурная зависимость: Возрастание температуры приводит к уменьшению восприимчивости парамагнетиков. При высоких температурах вещества утрачивают свои парамагнитные свойства и становятся диамагнетическими.
Парамагнетики широко применяются в различных областях, включая физику, химию, биологию и медицину. Их свойства используются, например, при создании магнитно-резонансных изображений (МРТ) и в устройствах памяти на основе спинтроники.
Принцип работы парамагнетика
При отсутствии внешнего магнитного поля, атомы вещества движутся хаотично и не имеют предпочтительного направления намагниченности. Однако, как только внешнее поле появляется, атомы начинают ориентироваться вдоль линий этого поля.
Атомы парамагнетика могут иметь один или более незаполненных электронных орбиталей. Внешнее магнитное поле влияет на эти незаполненные орбитали, возбуждая их и создавая намагниченность вещества.
При удалении внешнего магнитного поля, парамагнетик теряет свою намагниченность и возвращается в ненамагниченное состояние. Однако при повторном приложении магнитного поля парамагнетик снова намагничивается.
Парамагнетики широко используются в различных областях, включая медицину, химию и электронику. Они могут использоваться в магнитных резонансных томографах для создания картины внутренних органов человека или в процессе сепарации веществ.
