Диамагнетики

Диамагнетики представляют собой вещества, которые намагничиваются под воздействием внешнего магнитного поля. Причем уникальной особенностью этих материалов является то, что направление магнитного поля диамагнетика (его магнитного момента) противоположно направлению внешнего поля, вызвавшего его. Если же внешнее поле отсутствует, диамагнетик перестает проявлять свойства магнита.

Диамагнетиками могут быть как твердые вещества, так и жидкости, и даже газы. К диамагнетикам можно отнести: парафин, золото, цинк, медь, висмут, азот, молекулярный водород и некоторые органические и неорганические соединения.

История открытия

Впервые диамагнетизм наблюдал в 1778 году голландский ученый Антон Бругманс. Он обнаружил, что такие материалы, как висмут и сурьма, внесенные в область действия внешнего магнитного поля, отталкиваются от него. Само понятие «диамагнетизм» было введено значительно позже –

в 1845 году английским физиком-экспериментатором Майклом Фарадеем.

Интересные факты

Кстати человек, а точнее наше тело, если поместить его в магнитное поле, также проявляет свойства диамагнетика. Впрочем, практически любой живой организм проявляет подобные свойства.

Весьма интересное явление представляет собой диамагнитная левитация, например лягушки. Животное, помещенное в область действия достаточно сильного магнита, просто на просто парит в воздухе.

< Предыдущая		Следующая >

Диамагнетики вещества свойства

Диамагнетики вещества свойства проницаемость применение

Диамагнетики

Диамагнетики в-ва, намагничивающиеся навстречу направлению действующего на них внеш. магн. поля. В отсутствие внеш. магн. поля Д. не имеют магн. момента. Диамагнетизм присущ всем в-вам, но поскольку диамагнитная восприимчивость f_d (

см— Магнитная восприимчивость) по абс. величине мала, его можно наблюдать экспериментально лишь у в-в, атомы (молекулы, ионы) к-рых не обладают собственным постоянным маги, моментом.

При помещении в-ва в магн. поле в электронной оболочке каждого из атомов, в силу закона электромагнитной индукции, индуцируются дополнительные (к токам, обусловленным движением электронов по атомным орбиталям) микроскопия. круговые токи, к-рые создают в каждом атоме дополнительный (к собственному) магн. момент, направленный противоположно внеш. магн. полю. Эти дополнит, токи обусловлены тем, что электроны в атомах приобретают дополнит, вращательное движение (наз. прецессией Лармора) вокруг оси, проходящей через центр атома и совпадающей с направлением магн. поля, что и приводит к появлению добавочного магн. момента. Поскольку этот момент направлен навстречу полю, всегда отрицательна. В общем случае слабо зависит от напряженности магн. поля и т-ры.

Для системы изолированных (несвязанных) атомов или ионов Xd (^в расчете на 1 см³) определяется ф-лой Ланжевена: к ___

X_d = — Ne²1, г²/6т₀ с², где N- число атомов или ионов в 1 см³, е- заряд электрона, ш₀-масса покоя электрона, с-скорость света в вакууме, г²-средний квадрат расстояния i-ro электрона от атомного ядра, к -число электронов в атоме или ионе. Сумму Хг? можно заменить на р г², где р- число электронов внеш.¹ оболочки (дающих наиб, вклад в эту сумму), г²-средний квадрат ее радиуса. По известным величинам и р можно оценивать размеры атомов или ионов.

В металлах и полупроводниках под действием внеш. магн. поля возникает орбитальное движение свободных электронов, что вызывает небольшой добавочный диамагнетизм, наз. диамагнетизмом Ландау. При т-рах, близких к абс. нулю, может наблюдаться осцилляционная зависимость Ъ от Я , где Я-напряженность магн. поля (эффект Де Хаазаван Альфвена). Этот эффект используют для определения эффективной массы носителей заряда и формы пов-сти Ферми для полупроводников и металлов. В кристаллах низкой симметрии %

d^м— 6. анизотропной.

К собственно Д. относятся все инертные газы, Н₂, N,, кристаллич. Ge, Si, полупроводниковые соед. типа А^ШВ^ (напр., GaAs, InSb), A»B^V‘ (напр., ZnTe, CdS), нек-рые металлы (напр., Zn, Си, Ag, Аи), многие орг. в-ва (ароматич. и др.). Аномально большую по абс. величине       имеют сверх-

4

проводники. Однако их диамагнетизм обусловлен не микроскопии. внутриатомными токами, а макроскопии, поверхностными.

Лит. см. при ст. Магнитная восприимчивость.            Д. Г. Андрианов.

Диамагнетик — это… Что такое Диамагнетик?

диамагнетик — диамагнетик …   Орфографический словарь-справочник

ДИАМАГНЕТИК — вещество, намагничивающееся во внеш. магн. поле напряжённостью Н в направлении, противоположном направлению Н. В отсутствии внеш. магн. поля Д. немагнитен. Под действием внеш. магн. поля каждый атом Д. приобретает магнитный момент (а каждый моль… …   Физическая энциклопедия

ДИАМАГНЕТИК — вещество, обладающее отрицательной магнитной восприимчивостью ДИАМАН (франц. Diamant букв. алмаз), серия французских 3 ступенчатых ракет носителей для запуска искусственных спутников Земли. На 1 й ступени используется жидкое, на 2 й и 3 й твердое …   Большой Энциклопедический словарь

диамагнетик — Вещество, атомы, ионы или молекулы которого не имеют результирующего магнитного момента при отсутствии внешнего магнитного поля. Примечание Во внешнем постоянном магнитном поле магнитная восприимчивость такого вещества отрицательна. [ГОСТ 19693… …   Справочник технического переводчика

диамагнетик — вещество, обладающее отрицательной магнитной восприимчивостью [порядка (–10–5)  (–10–6)]. К диамагнетикам относятся некоторые металлы (Cu, Bi, Ag, Au, Pb), инертные газы, ионы галогенов, ионы щелочных металлов, многие органические соединения. * * …   Энциклопедический словарь

диамагнетик — diamagnetikas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiaga, kurios atomų ar molekulių magnetiniai momentai, kai nėra išorinio magnetinio lauko, lygūs nuliui. Išoriniame magnetiniame lauke jos atomai (molekulės) įgyja to… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

диамагнетик — diamagnetikas statusas T sritis chemija apibrėžtis Medžiaga, kurios atomų ar molekulių magnetiniai momentai nesant išorinio magnetinio lauko lygūs nuliui. atitikmenys: angl. diamagnetic rus. диамагнетик …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

диамагнетик — diamagnetikas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. diamagnetic vok. Diamagnetikum, n rus. диамагнетик, m pranc. diamagnétique, m …   Fizikos terminų žodynas

Диамагнетик —         вещество, намагничивающееся навстречу направлению внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля Д. немагнитен. Под действием внешнего магнитного поля каждый атом Д. приобретает магнитный момент i (а каждый моль вещества… …   Большая советская энциклопедия

ДИАМАГНЕТИК — в во, обладающее отрицат. магн. восприимчивостью [порядка ( 10 5) ( 10 6)]. К Д. относятся нек рые металлы (Сu, Bi, Ag, Au, Pb), инертные газы, ионы галогенов, ионы щелочных металлов, многие органич. соединения …   Естествознание. Энциклопедический словарь

Диамагнетизм и диамагнетики | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Многочисленные опыты показывают, что магнитное поле взаимодействует со всеми без исключения веществами, изменяя не только их положение в пространстве, но и их физические свойства. Проявления этого взаимодействия бывают различными.

Возьмем мощный электромагнит с кони­ческими полюсными наконечниками и раз­местим между ними маленький висмутовый шарик, уравновесив его на одном из плеч небольших весов (рис. 6.24). При замыкании цепи питания обмоток электромагнита равновесие весов нарушится: шарик будет выталкиваться из магнитного поля.

Установим зажженную свечу так, чтобы ее пламя находилось между полюсами элект­ромагнита. Замыкание цепи питания электромагнита приведет к тому, что пламя бу­дет выталкиваться из магнитного поля (рис. 6.25).

Подобным образом будет вести себя и раствор нитрата серебра. Если его залить в U-образную трубку и одно из ее колен разместить между полюсами электромагни­та, то при включении питания электромаг­нита уровень жидкости в этой трубке по­низится: жидкость будет выталкиваться из магнитного поля (рис. 6.26).

Подобные явления в опытах наблюдал еще в XIX в. М. Фарадей, который назвал их диамагнитными, а вещества, с которыми происходят эти явления,— диамагнетиками.

Рис. 6.24. Висмутовый шарик выталки­вается в участок поля с меньшей маг­нитной индукцией

Рис. 6.25. Пламя свечи выталкивается из магнитного поля

Рис. 6.26. Диамагнитная жидкость вы­талкивается из магнитного поля

Тщательные исследования показывают, что вследствие взаимодействия вещества и маг­нитного поля магнитная индукция B_Д в диа­магнитных веществах меньше, чем магнит­ная индукция внешнего поля B₀.

B_Д < B₀.

Такой эффект объясняется определен­ными изменениями, которые происходят в движении электронов в атомах при вне­сении вещества в магнитное поле, а потому диамагнитный эффект присущий всем без исключения веществам.

Уровень взаимодействия вещества и поля описывает физическая величина — магнит­ная проницаемость. Она равняется отноше­нию магнитной индукции поля в веществе

B к магнитной индукции «внешнего» поля B₀.

μ = B / B₀.

Магнитная проницаемость является безраз­мерной величиной. Для диамагнетиков магнитная проница­емость несколько меньше единицы

μ_Д = B_Д / B₀ < 1.

Таблица. Магнитная проницаемость некоторых диамагнетиков

Диамагнетики
Вещество Материал с сайта http://worldofschool.ru	Магнитная проницаемость
Висмут	0,999824
Вода	0,999991
Водород	0,999937

Анализируя значения магнитной прони­цаемости, можно заметить, что значение магнитной прони­цаемости у диамагнетиков мало отличаются от едини­цы. Поэтому диамагнетизм большинстве случаев мы не замечаем. В связи с этим вещества, названные в таб­лице (и подобные им), часто называют сла­бомагнитными.

На этой странице материал по темам:

• Реакция разложения перманганата калия уравнение

• Диамагнетик опыт

• Кратко и понятно о диамагнетиках

• Диамагнитная жидкость

• Диамагнетики физика

Вопросы по этому материалу:

• Почему можно утверждать, что все вещества «магнитные»?

• Одинаково ли вещества взаимодействуют с магнитным полем?

• Какие вещества называют диамагнитными?

• Как диамагнетики изменяют магнитное поле?

• Что описывает магнитная проницаемость?

Диамагнетик — это… Что такое Диамагнетик?

        вещество, намагничивающееся навстречу направлению внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля Д. немагнитен. Под действием внешнего магнитного поля каждый атом Д. приобретает магнитный момент

i (а каждый моль вещества — суммарный момент /), пропорциональный напряжённости поля Н и направленный навстречу полю (подробнее см. в ст. Диамагнетизм). Поэтому магнитная восприимчивость χ = I/H у Д. всегда отрицательна. По абсолютной величине диамагнитная восприимчивость χ мала и слабо зависит как от напряжённости магнитного поля, так и от температуры (см. табл., где χ — восприимчивость 1 моля).

         Магнитная восприимчивость некоторых диамагнетиков (в нормальных условиях)

        —————————————————————————————————————————————-

        | Вещество                     | χ·10⁶                   | Вещество                   

  | χ·10⁶                    |

        |—————————————————————————————————————————————|

        | Азот, N₂ .…………….     | -12,0                    | Соль, NaCI …………..    | -30,3                    |

        | Водород, Н₂ …………    | -4,0                     | Ацетон, С₃Н₆О …….      | -33,8                    |

        | Германий, Ge ………     | -7,7                     | Глицерин, С₃Н₈О₃ …      | -57,1                    |

        | Кремний, Si ………..      | -3,1                     | Нафталин, С₁₀Н₈ …..     | -91,8 средн.      

   |

        | Вода (жидкая), Н₂0       | -13,0                    |                                     |                             |

        —————————————————————————————————————————————-

        

         Из элементов к Д. относятся инертные газы, азот, водород, кремний, фосфор, висмут, цинк, медь, золото, серебро и др. Диамагнитны многие органические и неорганические соединения.