Punca Paramagnetisme, Bahan Paramagnetik, Contoh dan Perbezaan dengan Diamagnetisme



The paramagnetisme adalah bentuk magnetisme di mana bahan tertentu lemah tertarik oleh medan magnet luar dan membentuk medan magnet dalaman yang diinduksi ke arah medan magnet yang digunakan.

Bertentangan dengan apa yang sering dipikir oleh orang ramai, sifat magnet tidak dikurangkan hanya kepada bahan ferromagnetik. Semua bahan mempunyai sifat magnetik, walaupun dalam bentuk lemah. Bahan-bahan ini dipanggil paramagnetik dan diamagnetik.

Dengan cara ini, dua jenis bahan boleh dibezakan: paramagnetic dan diamagnetic. Di hadapan medan magnet, paras paramagnetik tertarik ke arah kawasan di mana intensiti medan lebih tinggi. Sebaliknya, yang diamagnetik tertarik ke kawasan padang di mana intensiti lebih rendah.

Apabila berada di hadapan medan magnet, bahan-bahan paramagnetik mengalami jenis tarikan dan penolakan yang sama yang dialami oleh magnet. Walau bagaimanapun, apabila medan magnet menghilangkan entropi, tamatnya penjajaran magnet yang telah diinduksi.

Dengan kata lain, bahan-bahan paramagnetik tertarik oleh medan magnet, walaupun ia tidak berubah menjadi bahan magnet tetap. Beberapa contoh bahan paramagnetic adalah: udara, magnesium, platinum, aluminium, titanium, tungsten dan lithium, antara lain.

Indeks

  • 1 Sebab
    • 1.1 Undang-undang Curie
  • 2 Bahan paramagnetik
  • 3 Perbezaan antara paramagnetisme dan diamagnetisme
  • 4 Aplikasi
  • 5 Rujukan 

Punca

Paramagnetisme adalah disebabkan oleh fakta bahawa bahan-bahan tertentu terdiri daripada atom dan molekul yang mempunyai momen magnet kekal (atau dipoles), walaupun mereka tidak berada di hadapan medan magnet.

Momen-momen magnetik disebabkan oleh putaran elektron yang tidak berpasangan logam dan bahan lain yang mempunyai sifat paramagnet.

Dalam paramagnetisme tulen, dipole tidak berinteraksi antara satu sama lain, tetapi berorientasikan secara rawak dengan ketiadaan medan magnet luaran akibat daripada pengadukan terma. Ini menghasilkan momen magnetik nol.

Walau bagaimanapun, apabila medan magnet digunakan, polimer cenderung menyesuaikan dengan medan yang digunakan, menghasilkan momen magnetik bersih dalam arah medan tersebut dan menambah medan luaran..

Walau bagaimanapun, penyelarasan polimer boleh diatasi dengan kesan suhu.

Dengan cara ini, apabila bahan dipanaskan, pengujaan terma dapat mengatasi kesan bahawa medan magnet telah dipoles dan momen-momen magnetik diorientasikan semula dengan cara yang kacau, mengurangkan intensiti medan yang diinduksi.

Undang-undang Curie

undang-undang Curie telah uji kaji yang dibangunkan oleh ahli fizik Perancis Pierre Curie pada tahun 1896. Hanya boleh digunakan apabila suhu tinggi dan bahan paramagnet di hadapan medan magnet lemah.

Ini begitu kerana ia gagal untuk menggambarkan paramagnetisme ketika sebahagian besar momen magnetik sejajar.

Undang-undang menyatakan bahawa magnetisasi bahan paramagnet adalah berkadar terus dengan kekuatan medan magnet yang digunakan. Ia adalah apa yang dikenali sebagai Undang-undang Curie:

M = X ∙ H = C H / T

Dalam formula sebelumnya M adalah magnetisasi, H ialah kepadatan fluks magnet bagi medan magnet yang digunakan, T ialah suhu yang diukur dalam Kelvin dan C adalah pemalar yang khusus untuk setiap bahan dan dipanggil pemalar Curie..

Dari pemerhatian undang-undang Curie, ia juga mengikuti bahwa magnetisasi berbanding terbalik dengan suhu. Atas sebab ini, apabila bahan dipanaskan, polimer dan momen magnet cenderung kehilangan orientasi yang diperolehi oleh kehadiran medan magnet..

Bahan paramagnetik

Bahan-bahan paramagnetik adalah semua bahan dengan kebolehtelapan magnet (kapasiti bahan untuk menarik atau membuatnya melalui medan magnet) sama dengan kebolehtelapan magnetik vakum. Bahan-bahan sedemikian menunjukkan tahap ferromagnetisme yang boleh diabaikan.

Dari segi fizikal, ia menyatakan bahawa kebolehtelapan magnet (nisbah bahan resapan atau sederhana dan kebolehtelapan vakum) relatif adalah lebih kurang sama dengan 1 yang kebolehtelapan magnet vakum.

Antara bahan-bahan paramagnetik terdapat jenis bahan tertentu yang dipanggil superparamagnetik. Walaupun mereka mengikuti Hukum Curie, bahan-bahan ini mempunyai nilai tetap Curie yang cukup tinggi.

Perbezaan antara paramagnetisme dan diamagnetisme

Ia adalah Michael Faraday yang, pada bulan September 1845, menyedari bahawa pada hakikatnya semua bahan (tidak hanya ferromagnets) bertindak balas dengan kehadiran medan magnet.

Walau apa pun, hakikatnya adalah bahawa kebanyakan bahan adalah watak diamagnetic sejak pasangan elektron tidak berpasangan, dan dengan itu dengan bertentangan-spin lemah memihak diamagnetismo. Sebaliknya, hanya apabila elektron berpasangan berlaku diamagnet.

Kedua-dua bahan paramagnetik dan diamagnet mempunyai kerentanan yang lemah terhadap medan magnet, tetapi ketika di dalamnya positif di kedua, ia adalah negatif.

Bahan-bahan diamagnetik sedikit ditolak oleh medan magnet; Sebaliknya, paras paramagnetik yang tertarik, walaupun juga dengan sedikit kuasa. Dalam kedua-dua kes, apabila medan magnet dikeluarkan, kesan magnetisasi hilang.

Seperti yang telah dikatakan, majoriti elemen yang membentuk jadual berkala adalah diamagnetik. Oleh itu, contoh bahan diamagnet adalah air, hidrogen, helium dan emas.

Permohonan

Oleh kerana bahan-bahan paramagnetic mempunyai tingkah laku seperti vakum jika tidak ada medan magnet, aplikasi mereka dalam industri agak berkurang.

Salah satu aplikasi paramagnetisme yang paling menarik ialah Elektronik Paramagnetic Resonance (RPE), yang banyak digunakan dalam fizik, kimia dan arkeologi. Ia adalah teknik spektroskopi yang memungkinkan untuk mengesan spesies dengan elektron yang tidak berpasangan.

Teknik ini digunakan dalam penapaian, dalam pembuatan polimer perindustrian, untuk memakai minyak motor dan dalam pembuatan bir, antara lain. Dengan cara yang sama, teknik ini digunakan secara meluas dalam peninggalan arkeologi jenazah.

Rujukan

  1. Paramagnetisme (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari es.wikipedia.org.
  2. Diamagnetisme (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari es.wikipedia.org.
  3. Paramagnetisme (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari en.wikipedia.org.
  4. Diamagnetisme (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari en.wikipedia.org.
  5. Chang, M. C. "Diamagnetisme dan paramagnetisme" (PDF). Nota kuliah NTNU. Diperoleh pada 25 April 2018.
  6. Orchard, A. F. (2003) Magnetokimia. Oxford University Press.