Diamagnetismus

Der Diamagnetismus ist eine Form des Magnetismus, der alle Materialien zeigen, in der Gegenwart eines magnetischen Feldes. Es ist eine sehr schwache Wirkung der Quantennatur, die abgebrochen wird, wenn das belichtete Material anderer magnetischer Eigenschaften, wie Ferromagnetismus oder Paramagnetismus. Die Materialien in dem der Diamagnetismus in signifikanter Weise manifestiert werden diamagnetische Materialien bezeichnet und können durch die Tatsache, dass die Magnetisierungsrichtung entgegengesetzt zu dem magnetischen Feld und somit zu schwach sein "abgelehnt" gekennzeichnet. In den nicht-wissenschaftlichen diamagnetische Materialien sind sie oft einfach als "nichtmagnetischen".

Die Substanzen, die Diamagnet aufweisen, sind in der gemeinsamen Erfahrung, das Wasser, die meisten der organischen Substanzen und einigen Metallen wie Quecksilber, Gold, Kupfer, Silber und Wismut.

Geschichte

1778 SJ Brugmans zuerst beobachtet, dass die Wismut und Antimon wurden mittels Magnetfeldern abgestoßen. Aber der Begriff Diamagnetismus von Michael Faraday im September 1845 geprägt, wenn er entdeckt, dass alle Materialien in der Natur eine diamagnetische Komponente in Reaktion auf ein angelegtes Magnetfeld.

Bezeichnung

Diamagnetismus in diesen Materialien, deren Moleküle nicht ein magnetisches Dipolmoment wirklich beobachtet, aber die Magnetisierung nur durch das Phänomen der Larmorpräzession realisiert.

Die Beziehung zwischen den Trägern und proportional linear:

wobei die magnetische Suszeptibilität. In diamagnetische Materialien, die relative magnetische Permeabilität weniger als oder gleich 1, und daher wird die magnetische Suszeptibilität ist eine negative Konstante: dies erklärt, warum die diamagnetische Materialien "abgelehnt" durch das magnetische Feld, nämlich und haben die entgegengesetzte Richtung.

Supraleiter

Supraleiter können als perfekten diamagnetischen Materialien, in denen werden. Sie nutzen den Meissner-Effekt, um sie aus dem Gebiet zu vertreiben.

Diamagnetismus Langevin

Die Bohr-van Leeuwen Satz zeigt, dass es Diamagnetismus in einem rein klassischen physikalischen Systems sein. Allerdings ist die klassische Theorie des Diamagnetismus Langevin, in dem das Elektron als Ladungs ​​behandelt, dass Bahn um den Kern, und dessen Bewegung stellt eine aktuelle mikroskopische gibt Ergebnisse in Übereinstimmung mit den durch die Vorgehensweise der Quantenmechanik zur Verfügung gestellt erhalten wird . Die Langevin-Modell gilt für Materialien, die Atome, deren Elektronenhülle vollständig sind oder nicht für Metalle.

Eine Feldstärke einer Elektronen Ladung zu Masse aufgebracht eine Larmorpräzession Frequenz und die Anzahl der Umdrehungen pro Zeiteinheit, so dass der Elektronenstrom an ein Atom an Elektronen ist:

Das magnetische Moment ist gleich dem Strom, für den Bereich der Schleife; letzteres ist gegeben, wobei der mittlere Abstand des Elektrons als die z-Achse. Das magnetische Moment ist dann gegeben durch:

Wenn die Ladungsverteilung besitzt Kugelsymmetrie kann davon ausgehen, dass die Koordinaten sind unabhängig und identisch verteilte Variablen, und in diesem Fall:

wobei der durchschnittliche Abstand der Elektronen von dem Kern. Deshalb:

Wenn die Anzahl von Atomen pro Volumeneinheit ist die magnetische Suszeptibilität:

Diamagnetismus in Metallen

Die Metalle besitzen freie Elektronen, und dann kann der Langevin-Modell nicht angewendet werden. Die Theorie des Diamagnetismus für eine Elektronengas genannt Landau Diamagnetismus und wird auf dem Gebiet durch die Krümmung ihrer Bahn durch die Lorentz-Kraft erzeugt wird. Dieser Effekt wird durch die Pauli Paramagnetismus, mit der Polarisation der Spins der Elektronen zugeordnet entgegengewirkt.

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