Paramagnetizmus okai, paramagnetikus anyagok, példák és különbségek a diamagnetizmussal

az paramágnesesség a mágnesesség olyan formája, amelyben bizonyos anyagok gyengén vonzódnak egy külső mágneses mezőből, és belső mágneses mezőket képeznek az alkalmazott mágneses tér irányában..

Ellentétben azzal, amit sokan gyakran gondolnak, a mágneses tulajdonságok nem csak a ferromágneses anyagokra korlátozódnak. Minden anyag mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, bár gyengébb formában. Ezeket az anyagokat paramágnesesnek és diamagnetikusnak nevezik.

Ily módon kétféle anyag különböztethető meg: paramágneses és diamagnetikus. Mágneses mező jelenlétében a paramágneseseket vonzza a terület, ahol a mező intenzitása nagyobb. Ezzel ellentétben a diamágneses vonalak vonzódnak a mező azon régiójához, ahol az intenzitás kisebb.

Mágneses mezők jelenlétében a paramágneses anyagok a mágnesek által tapasztalt hasonló vonzódást és elnyomást tapasztalják. Azonban, amikor a mágneses mező eltűnik, az entrópia véget vet az indukált mágneses igazításnak.

Más szavakkal, a paramágneses anyagokat mágneses mezők vonzzák, bár nem állandóan mágnesezett anyagokká alakulnak. Néhány példa a paramágneses anyagokra: levegő, magnézium, platina, alumínium, titán, volfrám és lítium..

index

• 1 Okok
  • 1.1 Curie-törvény
• 2 Paramagnetikus anyagok
• 3 A paramagnetizmus és a diamagnetizmus közötti különbségek
• 4 Alkalmazások
• 5 Referenciák 

okai

A paramagnetizmus annak a ténynek köszönhető, hogy bizonyos anyagok olyan atomokból és molekulákból állnak, amelyek állandó mágneses pillanatokat (vagy dipólusokat) tartalmaznak, még akkor is, ha nincsenek mágneses mező jelenlétében..

A mágneses pillanatokat a fémek és más, paramágneses tulajdonságokkal rendelkező anyagok nem párosított elektronjainak forogása okozza.

A tiszta paramágnesességben a dipólusok nem hatnak egymásra, hanem külső mágneses tér hiányában véletlenszerűen orientálódnak a termikus keverés következtében. Ez null mágneses pillanatot generál.

Ha azonban mágneses mezőt alkalmazunk, a dipolok hajlamosak az alkalmazási területhez igazodni, ami nettó mágneses pillanatot eredményez a mező irányában és hozzáadja a külső mezőhöz..

Mindenesetre a dipólusok igazítása ellensúlyozható a hőmérséklet hatásával.

Ily módon, amikor az anyagot felmelegítik, a termikus keverés képes ellensúlyozni azt a hatást, amelyet a mágneses mező a dipolokra gyakorol, és a mágneses pillanatokat kaotikus módon irányítják át, csökkentve az indukált mező intenzitását.

Curie törvénye

A Curie-törvényt a francia fizikus Pierre Curie kísérleti úton fejlesztette 1896-ban. Ezt csak akkor lehet alkalmazni, ha magas hőmérséklet van jelen, és a paramágneses anyag gyenge mágneses mezők jelenlétében van..

Ez azért van így, mert nem írja le a paramágnesességet, amikor a mágneses pillanatok nagy része igazodik.

A törvény kimondja, hogy a paramágneses anyag mágnesezése közvetlenül arányos az alkalmazott mágneses térerősséggel. Ez az úgynevezett Curie-törvény:

M = X = H = C / T

Az előző képletben M a mágnesezés, H az alkalmazott mágneses tér mágneses fluxussűrűsége, T a Kelvinben mért hőmérséklet, C pedig az egyes anyagokra jellemző konstans, és Curie konstansnak nevezik..

A Curie-törvény megfigyeléséből következik, hogy a mágnesezés fordítottan arányos a hőmérsékletgel. Emiatt, amikor az anyagot melegítik, a dipólusok és a mágneses pillanatok elvesztik a mágneses tér jelenléte által megszerzett orientációt..

Paramagnetikus anyagok

A paramágneses anyagok mindazok az anyagok, amelyek mágneses permeabilitással rendelkeznek (az anyag kapacitása egy mágneses térben való áthaladásához), hasonló a vákuum mágneses permeabilitásához. Az ilyen anyagok ferromágnesessége elhanyagolható.

Fizikai értelemben azt állítják, hogy relatív mágneses permeabilitása (az anyag vagy közeg permeabilitása és a vákuum permeabilitása közötti hányados) megközelítőleg 1, ami a vákuum mágneses permeabilitása..

A paramágneses anyagok között van egy bizonyos típusú anyag, amelyet szuperparamagnetikusnak nevezünk. Bár ezek az anyagok a Curie-törvényt követik, meglehetősen magas Curie-állandó értékük van.

A paramagnetizmus és a diamagnetizmus közötti különbségek

Michael Faraday, aki 1845 szeptemberében rájött, hogy a valóságban minden anyag (nem csak a ferromágnes) mágneses mezők jelenlétében reagál.

Mindenesetre az igazság az, hogy a legtöbb anyagnak diamagnetikus jellege van, mivel az elektronok párja párosul - és ezzel ellentétes centrifugálással - gyengén kedvez a diamagnetizmusnak. Éppen ellenkezőleg, csak akkor, ha páratlan elektronok vannak, a diamagnetizmus előfordul.

Mind a paramágneses, mind a diamagnetikus anyagok gyenge érzékenységgel rendelkeznek a mágneses mezőkkel szemben, de míg az előbbi pozitív az utóbbiban, negatív..

A mágneses anyagot a mágneses anyag kissé elriasztja; Másrészt a paramágneseseket vonzza, bár kevés erővel is. A mágneses mező eltávolításakor mindkét esetben a mágnesezés hatásai eltűnnek.

Mint már említettük, a periodikus táblázatot alkotó elemek nagy része diamagnetikus. Így a diamagnetikus anyagok példái a víz, a hidrogén, a hélium és az arany.

alkalmazások

Mivel a paramágneses anyagok mágneses tér hiányában vákuumszerű viselkedést mutatnak, alkalmazásuk az iparágban némileg csökkent.

A paramagnetizmus egyik legérdekesebb alkalmazása az elektronikus paramágneses rezonancia (RPE), amelyet széles körben használnak a fizika, a kémia és a régészet területén. Olyan spektroszkópiai technika, amellyel páratlan elektronokkal kimutathatóak a fajok.

Ezt a technikát alkalmazzák fermentációkban, a polimerek ipari gyártásában, a motorolajok kopásában és a sörök gyártásában, többek között. Ugyanígy, ezt a technikát széles körben használják a régészeti maradványok feltárásában.

referenciák

1. Paramagnetizmus (n.d.). Wikipédiában. A következő dátum: 2018. április 24., az es.wikipedia.org.
2. Diamagnetizmus (n.d.). Wikipédiában. A következő dátum: 2018. április 24., az es.wikipedia.org.
3. Paramagnetizmus (n.d.). Wikipédiában. 2018. április 24-én, az en.wikipedia.org-ról származik.
4. Diamagnetizmus (n.d.). Wikipédiában. 2018. április 24-én, az en.wikipedia.org-ról származik.
5. Chang, M. C. "Diamagnetizmus és paramágnesizmus" (PDF). NTNU előadások. A következő dátum: 2018. április 25..
6. Orchard, A. F. (2003) magnetochemistry. Oxford University Press.