Paramagnetizmus Príčiny, Paramagnetické materiály, Príklady a Rozdiely s Diamagnetizmom



paramagnetism je forma magnetizmu, pri ktorej sú určité materiály slabo priťahované vonkajším magnetickým poľom a vytvárajú vnútorné magnetické polia indukované v smere aplikovaného magnetického poľa.

Na rozdiel od toho, čo si mnohí ľudia často myslia, magnetické vlastnosti sa neznižujú len na feromagnetické látky. Všetky látky majú magnetické vlastnosti, aj keď v slabšej forme. Tieto látky sa nazývajú paramagnetické a diamagnetické.

Týmto spôsobom možno rozlíšiť dva typy látok: paramagnetické a diamagnetické. V prítomnosti magnetického poľa sú paramagnetické priťahované do oblasti, kde je intenzita poľa väčšia. Naopak diamagnetické sú priťahované do oblasti poľa, v ktorej je intenzita nižšia.

Keď v prítomnosti magnetických polí, paramagnetické materiály zažívajú rovnaký druh príťažlivosti a odpudzovania, aké zažívajú magnety. Keď však magnetické pole zmizne, entropia ukončí indukované magnetické usporiadanie.

Inými slovami, paramagnetické materiály priťahujú magnetické polia, aj keď nie sú transformované na permanentne magnetizované materiály. Niektoré príklady paramagnetických látok sú: vzduch, horčík, platina, hliník, titán, volfrám a lítium, okrem iných..

index

  • 1 Príčiny
    • 1.1 Zákon Curie
  • 2 Paramagnetické materiály
  • 3 Rozdiely medzi paramagnetizmom a diamagnetizmom
  • 4 Aplikácie
  • 5 Referencie 

príčiny

Paramagnetizmus je spôsobený skutočnosťou, že určité materiály sú tvorené atómami a molekulami, ktoré majú permanentné magnetické momenty (alebo dipóly), aj keď nie sú v prítomnosti magnetického poľa..

Magnetické momenty sú spôsobené otáčkami nepárových elektrónov kovov a iných materiálov, ktoré majú paramagnetické vlastnosti.

V čistom paramagnetizme dipóly navzájom neinteragujú, ale sú orientované náhodne v neprítomnosti vonkajšieho magnetického poľa v dôsledku tepelného miešania. Tým vzniká nulový magnetický moment.

Keď sa však použije magnetické pole, dipóly majú sklon sa vyrovnať s aplikovaným poľom, čo vedie k čistému magnetickému momentu v smere uvedeného poľa a pridaniu k vonkajšiemu poľu..

V každom prípade sa proti pôsobeniu teploty môže pôsobiť vyrovnanie dipólov.

Týmto spôsobom, keď je materiál zahrievaný, je tepelné miešanie schopné pôsobiť proti účinku, ktorý má magnetické pole na dipóly a magnetické momenty sú preorientované chaotickým spôsobom, čím sa znižuje intenzita indukovaného poľa..

Curieho zákon

Zákon Curieho vyvinul experimentálne francúzsky fyzik Pierre Curie v roku 1896. Môže byť aplikovaný len vtedy, keď sú prítomné vysoké teploty a paramagnetická látka je v prítomnosti slabých magnetických polí.

Je to preto, že nedokáže opísať paramagnetizmus, keď je veľká časť magnetických momentov vyrovnaná.

Zákon uvádza, že magnetizácia paramagnetického materiálu je priamo úmerná použitej sile magnetického poľa. Je to to, čo je známe ako Curieho zákon:

M = X = H = CH / T

V predchádzajúcom vzorci M je magnetizácia, H je hustota magnetického toku aplikovaného magnetického poľa, T je teplota meraná v Kelvinoch a C je konštanta, ktorá je špecifická pre každý materiál a nazýva sa Curieho konštanta..

Z pozorovania Curieho zákona vyplýva, že magnetizácia je nepriamo úmerná teplote. Z tohto dôvodu, keď sa materiál zahrieva, dipóly a magnetické momenty majú tendenciu strácať orientáciu získanú prítomnosťou magnetického poľa..

Paramagnetické materiály

Paramagnetické materiály sú všetky tie materiály s magnetickou permeabilitou (schopnosť látky priťahovať alebo ju prechádzať cez magnetické pole) podobné magnetickej permeabilite vákua. Takéto materiály vykazujú zanedbateľnú úroveň feromagnetizmu.

Vo fyzikálnych pojmoch sa uvádza, že jeho relatívna magnetická permeabilita (kvocient medzi priepustnosťou materiálu alebo média a permeabilitou vákua) je približne rovná 1, čo je magnetická permeabilita vákua..

Medzi paramagnetickými materiálmi existuje určitý typ materiálov, ktorý sa nazýva superparamagnetický. Aj keď sa riadia Curieho zákonom, tieto materiály majú pomerne vysokú Curieho konštantnú hodnotu.

Rozdiely medzi paramagnetizmom a diamagnetizmom

Bol to Michael Faraday, ktorý si v septembri 1845 uvedomil, že v skutočnosti všetky materiály (nielen feromagnety) reagujú v prítomnosti magnetických polí.

V každom prípade je pravda, že väčšina látok má diamagnetický charakter, pretože páry elektrónov párované - a teda s opačným spinom - slabo podporujú diamagnetizmus. Naopak, iba v prípade nepárových elektrónov dochádza k diamagnetizmu.

Tak paramagnetické, ako aj diamagnetické materiály majú slabú citlivosť na magnetické polia, ale zatiaľ čo v predchádzajúcom je pozitívny, je negatívny..

Diamagnetické materiály sú mierne odpudzované magnetickým poľom; Na druhej strane, paramagnetické sú priťahované, aj keď s malou silou. V oboch prípadoch, keď sa magnetické pole odstráni, účinky magnetizácie zmiznú.

Ako už bolo povedané, prevažná väčšina prvkov tvoriacich periodickú tabuľku je diamagnetická. Príkladmi diamagnetických látok sú voda, vodík, hélium a zlato.

aplikácie

Keďže paramagnetické materiály majú vákuové správanie v neprítomnosti magnetického poľa, ich použitie v priemysle je trochu menšie.

Jednou z najzaujímavejších aplikácií paramagnetizmu je elektronická paramagnetická rezonancia (RPE), ktorá sa široko používa vo fyzike, chémii a archeológii. Je to spektroskopická technika, pomocou ktorej je možné detegovať druhy s nepárovými elektrónmi.

Táto technika sa okrem iného využíva pri fermentácii, pri priemyselnej výrobe polymérov, pri opotrebovaní motorových olejov a pri výrobe piva. Rovnakým spôsobom je táto technika široko používaná v datovaní archeologických pozostatkov.

referencie

  1. Paramagnetizmus (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 24. apríla 2018, z es.wikipedia.org.
  2. Diamagnetizmus (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 24. apríla 2018, z es.wikipedia.org.
  3. Paramagnetizmus (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 24. apríla 2018, z en.wikipedia.org.
  4. Diamagnetizmus (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 24. apríla 2018, z en.wikipedia.org.
  5. Chang, M. C. "Diamagnetizmus a paramagnetizmus" (PDF). NTNU prednášky. Získané 25. apríla 2018.
  6. Orchard, A. F. (2003) magnetochemistry. Oxford University Press.