Ano ang diamagnetism at diamagnetic na materyales

Ang mga diamagnetic na materyales ay tinataboy ng isang magnetic field, ang inilapat na magnetic field ay lumilikha ng isang sapilitan na magnetic field sa kanila sa kabaligtaran na direksyon, na nagiging sanhi ng isang salungat na puwersa. Sa kabaligtaran, ang mga paramagnetic at ferromagnetic na materyales ay naaakit ng isang magnetic field. Para sa diamagnetic na materyales, bumababa ang magnetic flux, at para sa paramagnetic na materyales, tumataas ang magnetic flux.

Ang phenomenon ng diamagnetism ay natuklasan ni Sebald Justinus Brugmans, na noong 1778 ay napansin na ang bismuth at antimony ay tinataboy ng magnetic field. Ang terminong diamagnetism ay likha ni Michael Faraday noong Setyembre 1845. Napagtanto niya na ang lahat ng mga materyales ay talagang may ilang uri ng diamagnetic na epekto sa mga panlabas na magnetic field.

Ang diamagnetism ay marahil ang hindi gaanong kilala na anyo ng magnetism, sa kabila ng katotohanan na ang diamagnetism ay nangyayari sa halos lahat ng mga sangkap.

Sanay na tayong lahat sa magnetic attraction dahil sa kung gaano kadalas ferromagnetic na materyales at dahil mayroon silang napakalaking magnetic suceptibility.Sa kabilang banda, ang diamagnetism ay halos hindi kilala sa pang-araw-araw na buhay dahil ang mga diamagnetic na materyales sa pangkalahatan ay may napakakaunting susceptibility at samakatuwid ang mga puwersang salungat ay halos bale-wala.

Ang phenomenon ng diamagnetism ay isang direktang kinahinatnan ng ang mga aksyon ng mga pwersang Lenznangyayari kapag ang isang substance ay inilagay sa isang espasyo kung saan may mga magnetic field. Ang mga diamagnetic na sangkap ay nagiging sanhi ng pagpapahina ng anumang panlabas na magnetic field kung saan sila matatagpuan. Ang Lenz field vector ay palaging nakadirekta laban sa external na inilapat na field vector. Ito ay totoo sa anumang direksyon, anuman ang oryentasyon ng diamagnetic na katawan na may paggalang sa inilapat na larangan.

Ang anumang katawan na gawa sa diamagnetic na materyal ay hindi lamang nagpapahina sa panlabas na larangan dahil sa impluwensya ng reaksyon ng Lenz, ngunit nakakaranas din ng pagkilos ng isang tiyak na puwersa kung ang panlabas na larangan ay hindi pare-pareho sa espasyo.

Ang puwersang ito, na nakadepende sa direksyon ng gradient ng field at independiyente sa direksyon ng mismong field, ay may posibilidad na ilipat ang katawan mula sa rehiyon ng medyo malakas na magnetic field patungo sa rehiyon ng mas mahinang field—kung saan magkakaroon ng mga pagbabago sa mga orbit ng elektron. minimal.

Ang mekanikal na puwersa na kumikilos sa isang diamagnetic na katawan sa isang magnetic field ay isang sukatan ng mga puwersa ng atom na may posibilidad na panatilihin ang mga orbital na electron sa mga spherical na orbit.

Ang lahat ng mga sangkap ay diamagnetic dahil ang kanilang mga pangunahing sangkap ay mga atomo na may mga orbital na electron… Lumilikha ang ilang mga substance ng parehong Lenz field at spin field. Dahil sa katotohanan na ang mga field ng spin ay kadalasang mas malakas kaysa sa mga field ng Lenz, kapag nangyari ang mga field ng parehong uri, kadalasang nangingibabaw ang mga epekto dahil sa mga field ng spin.

Ang diamagnetism na nagreresulta mula sa mga pagbabago sa mga orbit ng elektron ay kadalasang mahina dahil ang mga lokal na patlang na kumikilos sa mga indibidwal na electron ay mas malakas kaysa sa inilapat na mga panlabas na patlang, na may posibilidad na baguhin ang mga orbit ng lahat ng mga electron. Dahil ang mga pagbabago sa orbit ay maliit, ang reaksyon ng Lenz na nauugnay sa mga pagbabagong ito ay maliit din.

Kasabay nito, ang diamagnetism ay dahil sa random na paggalaw mga elemento ng plasma, ay nagpapakita ng sarili nang mas malakas kaysa sa diamagnetism na nauugnay sa isang pagbabago sa mga orbit ng elektron, dahil ang mga plasma ions at electron ay hindi nakakaranas ng pagkilos ng malalaking puwersang nagbubuklod.

Ang diamagnetism ng maraming indibidwal na mga microscopic na particle na gumagalaw sa mga trajectory ng iba't ibang uri ay maaaring ituring bilang resulta ng impluwensya ng katumbas na kasalukuyang circuit na nakapalibot sa katawan na ang sangkap ay naglalaman ng mga particle na ito. Ang pagsukat ng kasalukuyang ito ay nagpapahintulot sa diamagnetism na ma-quantified.

Diamagnetic levitation:

Ang ilang mga halimbawa ng diamagnetic na materyales ay tubig, ang metal bismuth, hydrogen, helium at iba pang mga noble gas, sodium chloride, copper, gold, silicon, germanium, graphite, bronze, at sulfur.

Sa pangkalahatan, ang diamagnetism ay halos hindi nakikita, maliban sa tinatawag na superconductor… Dito ang diamagnetic effect ay napakalakas na ang mga superconductor ay gumagalaw pa nga sa ibabaw ng magnet.

Ang pagpapakita ng diamagnetic levitation ay gumamit ng isang plato ng pyrolytic graphite-ito ay isang mataas na diamagnetic na materyal, iyon ay, isang materyal na may napaka-negatibong magnetic susceptibility.

Nangangahulugan ito na sa pagkakaroon ng isang magnetic field, ang materyal ay nagiging magnetized, na lumilikha ng isang magkasalungat na magnetic field na nagiging sanhi ng materyal na maitaboy ng pinagmulan ng magnetic field. Ito ay kabaligtaran ng nangyayari sa paramagnetic o ferromagnetic na materyales na naaakit sa mga pinagmumulan ng magnetic field (hal. bakal).

Pyrolytic graphite, isang materyal na may espesyal na istraktura na nagbibigay ng mahusay na diamagnetism. Ito, na sinamahan ng mababang density nito at ang malakas na magnetic field na nakakamit sa neodymium magnet, ginagawang nakikita ang kababalaghan gaya ng nasa mga larawang ito.

Nakumpirma sa eksperimento na ang mga diamagnetic na materyales ay may:

• Ang kamag-anak na magnetic permeability ay mas mababa sa isa;
• Negatibong magnetic induction;
• Negatibong magnetic suceptibility, halos hindi nakasalalay sa temperatura.

Sa mga temperatura sa ibaba ng mga kritikal na temperatura, sa panahon ng paglipat ng isang sangkap sa isang superconducting estado, ito ay nagiging isang perpektong diamagnet:Meissner effect at ang paggamit nito