מהי דיאמגנטיות וחומרים דיאמגנטיים

חומרים דיאמגנטיים נדחים על ידי שדה מגנטי, השדה המגנטי המופעל יוצר בהם שדה מגנטי מושרה בכיוון ההפוך, הגורם לכוח דחייה. לעומת זאת, חומרים פרמגנטיים ופרומגנטיים נמשכים על ידי שדה מגנטי. עבור חומרים דיאמגנטיים, השטף המגנטי יורד, ולגבי חומרים פרמגנטיים, השטף המגנטי עולה.

תופעת הדיאמגנטיות התגלתה על ידי סבאלד יוסטינוס ברוגמנס, שב-1778 הבחין כי ביסמוט ואנטימון נדחו על ידי שדות מגנטיים. המונח דיאמגנטיות נטבע על ידי מייקל פאראדיי בספטמבר 1845. הוא הבין שלכל החומרים יש למעשה איזושהי השפעה דיאמגנטית על שדות מגנטיים חיצוניים.

דיאמגנטיות היא כנראה הצורה הפחות מוכרת של מגנטיות, למרות העובדה שדיאמגנטיות מתרחשת כמעט בכל החומרים.

כולנו רגילים למשיכה מגנטית בגלל התדירות חומרים פרומגנטיים ומכיוון שיש להם רגישות מגנטית עצומה.מצד שני, דיאמגנטיות כמעט ואינה ידועה בחיי היומיום מכיוון שלחומרים דיאמגנטיים באופן כללי יש מעט מאוד רגישות ולכן כוחות הדחייה כמעט זניחים.

תופעת הדיאמגנטיות היא תוצאה ישירה של פעולות כוחות לנץמתרחש כאשר מניחים חומר בחלל שבו יש שדות מגנטיים. חומרים דיאמגנטיים גורמים להיחלשות של כל שדה מגנטי חיצוני בו הם נמצאים. וקטור השדה של Lenz מכוון תמיד כנגד וקטור השדה המופעל חיצונית. זה נכון בכל כיוון, ללא קשר לכיוון הגוף הדיאמגנטי ביחס לשדה המופעל.

כל גוף העשוי מחומר דיאמגנטי לא רק מחליש את השדה החיצוני עקב השפעת תגובת לנץ, אלא גם חווה את פעולתו של כוח מסוים אם השדה החיצוני אינו אחיד במרחב.

כוח זה, התלוי בכיוון שיפוע השדה ואינו תלוי בכיוון השדה עצמו, נוטה להזיז את הגוף מאזור השדה המגנטי החזק יחסית לאזור השדה החלש יותר - שם יהיו שינויים במסלולי האלקטרונים. מִינִימָלִי.

הכוח המכני הפועל על גוף דיאמגנטי בשדה מגנטי הוא מדד לכוחות האטומיים הנוטים לשמור את האלקטרונים המסלוליים במסלולים כדוריים.

כל החומרים דיאמגנטיים מכיוון שהמרכיבים הבסיסיים שלהם הם אטומים עם אלקטרונים מסלוליים… חומרים מסוימים יוצרים גם שדות לנץ וגם שדות ספין. בשל העובדה ששדות ספין הם בדרך כלל הרבה יותר חזקים משדות לנץ, כאשר שדות משני הסוגים מתרחשים, ההשפעות הנובעות משדות ספין שולטות בדרך כלל.

דיאמגנטיות הנובעת משינויים במסלולי האלקטרונים היא בדרך כלל חלשה מכיוון שהשדות המקומיים הפועלים על אלקטרונים בודדים חזקים בהרבה מהשדות החיצוניים המופעלים, אשר נוטים לשנות את המסלולים של כל האלקטרונים. מכיוון שהשינויים במסלול קטנים, גם תגובת הלנץ הקשורה לשינויים אלו קטנה.

יחד עם זאת, דיאמגנטיות נובעת מתנועה אקראית יסודות פלזמה, מתבטא בצורה חזקה הרבה יותר מדיאמגנטיות הקשורה לשינוי במסלולי אלקטרונים, שכן יוני פלזמה ואלקטרונים אינם חווים את פעולת כוחות הקישור הגדולים.במקרה זה, שדות מגנטיים חלשים יחסית משנים באופן משמעותי את מסלולי החלקיקים.

הדיאמגנטיות של חלקיקים מיקרוסקופיים בודדים רבים הנעים לאורך מסלולים מסוגים שונים יכולה להיחשב כתוצאה מהשפעת מעגל הזרם המקביל המקיף את הגוף שהחומר שלו מכיל חלקיקים אלה. מדידת זרם זה מאפשרת לכמת את הדיאמגנטיות.

ריחוף דיאמגנטי:

כמה דוגמאות לחומרים דיאמגנטיים הם מים, המתכת ביסמוט, מימן, הליום וגזים אצילים אחרים, נתרן כלורי, נחושת, זהב, סיליקון, גרמניום, גרפיט, ברונזה וגופרית.

באופן כללי, דיאמגנטיות כמעט בלתי נראית, למעט מה שנקרא מוליכים... כאן האפקט הדיאמגנטי הוא כל כך חזק מוליכים אפילו נעים מעל מגנט.

ההדגמה של ריחוף דיאמגנטי השתמשה בלוח של גרפיט פירוליטי - זהו חומר דיאמגנטי מאוד, כלומר חומר בעל רגישות מגנטית שלילית מאוד.

המשמעות היא שבנוכחות שדה מגנטי החומר מתמגנט ויוצר שדה מגנטי מנוגד שגורם לדחיית החומר ממקור השדה המגנטי. זה ההפך ממה שקורה עם חומרים פרמגנטיים או פרומגנטיים שנמשכים למקורות שדה מגנטי (למשל ברזל).

גרפיט פירוליטי, חומר בעל מבנה מיוחד המקנה לו דיאמגנטיות רבה. זאת, בשילוב עם הצפיפות הנמוכה שלו והשדות המגנטיים החזקים שמושגים בעזרת מגנטים של ניאודימיום, הופך את התופעה לגלויה כפי שהיא בתמונות אלו.

זה אושר בניסוי שלחומרים דיאמגנטיים יש:

• החדירות המגנטית היחסית היא פחות מאחד;
• אינדוקציה מגנטית שלילית;
• רגישות מגנטית שלילית, כמעט בלתי תלויה בטמפרטורה.

בטמפרטורות מתחת לטמפרטורות קריטיות, במהלך המעבר של חומר למצב מוליך-על, הוא הופך לדיאגנט אידיאלי:אפקט מייסנר והשימוש בו