Објави:
Узроци парамагнетизма, парамагнетски материјали, примери и разлике са диамагнетизмом
Тхе парамагнетизам је облик магнетизма у коме су неки материјали слабо привучени спољашњим магнетним пољем и формирају унутрашња магнетна поља индукована у смеру примењеног магнетног поља.
Насупрот ономе што многи људи често мисле, магнетна својства се не своди само на феромагнетне супстанце. Све супстанце имају магнетна својства, иако у слабијем облику. Ове супстанце називају се парамагнетски и диамагнетски.
На овај начин могу се разликовати двије врсте супстанци: парамагнетски и диамагнетски. У присуству магнетног поља, парамагнетски су привучени према подручју где је интензитет поља већи. Насупрот томе, диамагнетски су привучени подручјем поља у којем је интензитет нижи.
Када су у присуству магнетних поља, парамагнетски материјали доживљавају исту врсту привлачности и одбијања као и магнети. Међутим, када нестане магнетно поље, ентропија завршава магнетно поравнање које је индуковано.
Другим ријечима, парамагнетске материјале привлаче магнетна поља, иако се не трансформирају у трајно магнетизиране материјале. Неки примери парамагнетних супстанци су: ваздух, магнезијум, платина, алуминијум, титанијум, волфрам и литијум, између осталих.
Индек
- 1 Узроци
- 1.1 Закон Цурие
- 2 Парамагнетни материјали
- 3 Разлике између парамагнетизма и диамагнетизма
- 4 Апплицатионс
- 5 Референце
Узроци
Парамагнетизам је последица чињенице да су одређени материјали сачињени од атома и молекула који имају перманентне магнетне моменте (или диполе), чак и када нису у присуству магнетског поља.
Магнетни моменти су узроковани спиновима непарних електрона метала и других материјала који имају парамагнетска својства.
У чистом парамагнетизму диполи не ступају у међусобну интеракцију, већ су насумично оријентисани у одсуству спољашњег магнетног поља као последица топлотне агитације. Ово генерише нулти магнетни момент.
Међутим, када се примени магнетно поље, диполи теже да се поравнају са примењеним пољем, што доводи до нето магнетног момента у правцу наведеног поља и додавања у спољашње поље..
У сваком случају, поравнање дипола може бити супротстављено дејством температуре.
На тај начин, када се материјал загрева, термичка агитација је у стању да се супротстави ефекту који магнетно поље има на диполе, а магнетни моменти се хаотично преоријентишу, смањујући интензитет индукованог поља..
Цуриеов закон
Закон Кири је развијен експериментално од стране француског физичара Пјера Кирија 1896. године. Може се применити само када су присутне високе температуре и парамагнетна супстанца је у присуству слабих магнетних поља.
То је зато што не описује парамагнетизам када је велики део магнетних момената поравнат.
Закон каже да је магнетизација парамагнетског материјала директно пропорционална примењеној јачини магнетног поља. То је оно што је познато као Цуриеов закон:
М = Кс = Х = Ц Х / Т
У претходној формули М је магнетизација, Х је густина магнетног тока примењеног магнетног поља, Т је температура измерена у Келвину и Ц је константа која је специфична за сваки материјал и назива се Цуриеова константа..
Из посматрања Цуриеовог закона такође следи да је магнетизација обрнуто пропорционална температури. Из тог разлога, када се материјал загрева, диполи и магнетни моменти имају тенденцију да изгубе оријентацију стечену присуством магнетног поља..
Парамагнетски материјали
Парамагнетски материјали су сви они материјали са магнетном пропустљивошћу (капацитет супстанце да привуче или учине да прође кроз магнетно поље) слично магнетној пермеабилности вакуума. Такви материјали показују занемарљив ниво феромагнетизма.
У физичком смислу, наводи се да је његова релативна магнетна пермеабилност (коефицијент између пропусности материјала или медијума и пропусности вакуума) приближно једнака 1, што је магнетна пермеабилност вакуума.
Међу парамагнетским материјалима постоји одређени тип материјала који се назива суперпарамагнетски. Иако слиједе Цуриеов закон, ови материјали имају прилично високу Цуриеову константну вриједност.
Разлике између парамагнетизма и диамагнетизма
Мицхаел Фарадаи је у септембру 1845. схватио да у стварности сви материјали (не само ферромагнети) реагују у присуству магнетних поља..
У сваком случају, истина је да већина супстанци има дијамагнетски карактер, јер се парови електрона упарени - и, према томе, са супротним спином - благо умањују диамагнетизам. Напротив, само када постоје неспарени електрони долази до диамагнетизма.
И парамагнетски и диамагнетски материјали имају слабу осетљивост на магнетна поља, али док су у претходном позитивни у последњем, негативни су негативни..
Диамагнетски материјали се благо одбијају магнетним пољем; С друге стране, парамагнетски су привучени, иако и са малом силом. У оба случаја, када се магнетно поље уклони, ефекти магнетизације нестају.
Као што је већ речено, велика већина елемената који чине периодни систем су диамагнетски. Примери дијамагнетних супстанци су вода, водоник, хелиј и злато.
Апплицатионс
Пошто парамагнетски материјали имају понашање слично вакууму у одсуству магнетног поља, њихове примене у индустрији су донекле смањене.
Једна од најинтересантнијих примена парамагнетизма је електронска парамагнетска резонанца (РПЕ), која се широко користи у физици, хемији и археологији. То је спектроскопска техника са којом је могуће детектовати врсте са неспареним електронима.
Ова техника се примењује у ферментацијама, у индустријској производњи полимера, за хабање моторних уља и у производњи пива, између осталог. На исти начин ова техника се широко користи у датирању археолошких остатака.
Референце
- Парамагнетизам (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 24. априла 2018. године, са ес.википедиа.орг.
- Диамагнетизам (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 24. априла 2018. године, са ес.википедиа.орг.
- Парамагнетизам (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 24. априла 2018. године, са ен.википедиа.орг.
- Диамагнетизам (н.д.). Ин Википедиа. Преузето 24. априла 2018. године, са ен.википедиа.орг.
- Цханг, М. Ц. "Диамагнетизам и парамагнетизам" (ПДФ). НТНУ предавања. Преузето 25. априла 2018. године.
- Орцхард, А.Ф. (2003) Магнетоцхемистри. Окфорд Университи Пресс.