De diamagnetisme Det er et av svarene som saken har på tilstedeværelsen av et eksternt magnetfelt. Det er preget av å være motsatt eller motsatt dette magnetfeltet, og med mindre det er den eneste magnetiske responsen til materialet, er intensiteten den svakeste av alle..
Når den frastøtende effekten er den eneste som et materiale presenterer for en magnet, betraktes materialet som diamagnetisk. Hvis andre magnetiske effekter dominerer, avhengig av hva dette er, vil det bli betraktet som paramagnetisk eller ferromagnetisk.
Sebald Brugmans er kreditert i 1778 for den første referansen til frastøtingen mellom en av polene til en magnet og et stykke materiale, spesielt tydelig i elementer som vismut og antimon..
Senere, i 1845, studerte Michael Faraday denne effekten nærmere og konkluderte med at den var en iboende egenskap for all materie..
Artikkelindeks
Den magnetiske oppførselen til vismut og antimon, og andre som gull, kobber, helium og stoffer som vann og tre, skiller seg sterkt fra den velkjente og kraftige magnetiske tiltrekningen som magneter utøver på jern, nikkel eller jern..
Til tross for at det generelt er lavintensitetsrespons, i møte med et tilstrekkelig intenst ytre magnetfelt, er ethvert diamagnetisk materiale, til og med levende organisk materiale, i stand til å oppleve en meget bemerkelsesverdig motsatt magnetisering..
Ved å generere magnetfelt så sterke som 16 Tesla (allerede 1 Tesla regnes som ganske sterke) klarte forskere ved Nijmegen High Field Magnet Laboratory i Amsterdam i Nederland å magnetisere jordbær, pizza og frosker på 1990-tallet..
Det er også mulig å sveve en liten magnet mellom en persons fingre, takket være diamagnetisme og et tilstrekkelig sterkt magnetfelt. I seg selv utøver magnetfeltet en magnetisk kraft som er i stand til å tiltrekke seg en liten magnet med kraft, og det kan prøves at denne kraften kompenserer for vekten, men den lille magneten forblir ikke veldig stabil..
Så snart den opplever minimal forskyvning, tiltrekker kraften som utøves av den store magneten den raskt. Imidlertid når menneskelige fingre kommer mellom magneter, stabiliserer den lille magneten seg og svever mellom personens tommel og pekefinger. Magien skyldes avstøtningseffekten forårsaket av diamagnetismen på fingrene.
Opprinnelsen til diamagnetisme, som er det grunnleggende svaret til ethvert stoff på virkningen av et eksternt magnetfelt, ligger i det faktum at atomer består av subatomære partikler som har en elektrisk ladning..
Disse partiklene er ikke statiske, og deres bevegelse er ansvarlig for å produsere et magnetfelt. Selvfølgelig er materie full av dem, og du kan alltid forvente en slags magnetisk respons i ethvert materiale, ikke bare jernforbindelser..
Elektronen er primært ansvarlig for materiens magnetiske egenskaper. I en veldig enkel modell kan denne partikkelen antas å kretse rundt atomkjernen med en jevn sirkelbevegelse. Dette er nok til at elektronet oppfører seg som en liten strømsløyfe som er i stand til å generere et magnetfelt..
Magnetiseringen fra denne effekten kalles orbital magnetisering. Men elektronet har et ekstra bidrag til atomets magnetisme: den indre vinkelmomentet..
En analogi for å beskrive opprinnelsen til det indre vinkelmomentet er å anta at elektronet har en rotasjonsbevegelse rundt sin akse, en egenskap som kalles spinn..
Å være en bevegelse og være en ladet partikkel, bidrar også spinnet til det såkalte spinnmagnetisering.
Begge bidragene gir netto eller resulterende magnetisering, men det viktigste er nettopp det på grunn av spinn. Protonene i kjernen, til tross for at de har elektrisk ladning og spinn, bidrar ikke vesentlig til magnetiseringen av atomet..
I diamagnetiske materialer er den resulterende magnetiseringen null, siden bidragene til både omløpsmomentet og de av spinnmomentet avbrytes. Den første på grunn av Lenzs lov og den andre fordi elektronene i orbitalene er etablert i par med motsatt spinn og skallene er fylt med et jevnt antall elektroner.
Den diamagnetiske effekten oppstår når orbitalmagnetisering påvirkes av et eksternt magnetfelt. Den således oppnådde magnetiseringen er betegnet M og det er en vektor.
Uansett hvor feltet er rettet, vil den diamagnetiske responsen alltid være frastøtende takket være Lenzs lov, som sier at den induserte strømmen motarbeider enhver endring i magnetisk strømning gjennom sløyfen..
Men hvis materialet inneholder en slags permanent magnetisering, vil responsen være tiltrekningskraft, slik det er tilfelle paramagnetisme og ferromagnetisme..
For å tallfeste effektene som er beskrevet, bør du vurdere et eksternt magnetfelt H, påført et isotropisk materiale (dets egenskaper er de samme når som helst i rommet), der magnetisering skjer M. Takket være dette opprettes en magnetisk induksjon inne B, som et resultat av samspillet som oppstår mellom H Y M.
Alle disse mengdene er vektor. B Y M er proporsjonal med H, er permeabiliteten til materialet μ og den magnetiske følsomheten χ, de respektive proporsjonalitetskonstantene, som indikerer stoffets spesielle respons på ekstern magnetisk påvirkning:
B = μH
Magnetiseringen av materialet vil også være proporsjonal med H:
M = χH
Ovennevnte ligninger er gyldige i cgs-system. Så mye B Hva H Y M de har de samme dimensjonene, selv om de er forskjellige. For å B gauss brukes i dette systemet og for H oersted brukes. Årsaken til å gjøre dette er å skille feltet som brukes eksternt fra feltet som genereres i materialet..
I det internasjonale systemet, som er det som ofte brukes, får den første ligningen et noe annet utseende:
B = μeller μr H
μeller er den magnetiske permeabiliteten til tomt rom som er lik 4π x 10-7 T.m / A (Teslameter / Ampere) og μr er den relative permeabiliteten til mediet i forhold til vakuum, som er dimensjonsløst.
Når det gjelder magnetisk mottakelighet χ, som er den mest egnede egenskapen til å beskrive de diamagnetiske egenskapene til et materiale, skrives denne ligningen slik:
B = (1 + χ) μellerH
Med μr = 1 + χ
I det internasjonale systemet B kommer i Tesla (T), mens H Det uttrykkes i Ampere / meter, en enhet som en gang ble antatt å kalles Lenz, men som hittil har blitt igjen når det gjelder de grunnleggende enhetene.
I de materialene der χ er negativ, regnes de som diamagnetiske. Og det er en god parameter å karakterisere disse stoffene, siden χ i dem kan betraktes som en konstant verdi uavhengig av temperatur. Dette er ikke tilfelle i materialer som har flere magnetiske responser..
Vanligvis er χ i størrelsesorden -10-6 til -10-5. Superledere er preget av å ha χ = -1 og derfor er det indre magnetfeltet fullstendig avbrutt (Meisner-effekt).
De er de perfekte diamagnetiske materialene, der diamagnetisme slutter å være en svak respons, og blir sterk nok til å sveve gjenstander, som beskrevet i begynnelsen..
Levende ting er laget av vann og organisk materiale, hvis respons på magnetisme generelt er svak. Imidlertid er diamagnetisme, som vi har sagt, en iboende del av materien, inkludert organisk.
Små elektriske strømmer sirkulerer i mennesker og dyr som utvilsomt skaper en magnetisk effekt. Akkurat i det øyeblikket, mens leseren følger disse ordene med øynene, sirkulerer små elektriske strømmer i hjernen hans som lar ham få tilgang til og tolke informasjonen.
Den svake magnetiseringen som oppstår i hjernen kan påvises. Teknikken er kjent som magneto-encefalografi, som bruker detektorer kalt SQUIDs (Superledende kvanteinterferensenheter) for å oppdage svært små magnetfelt i størrelsesorden 10-femten T.
SQUIDs er i stand til å finne kilder til hjerneaktivitet med stor presisjon. En programvare er ansvarlig for å samle inn data innhentet og transformere dem til et detaljert kart over hjerneaktivitet.
Eksterne magnetfelt kan påvirke hjernen på en eller annen måte. Hvor mye? Noen nylige undersøkelser har vist at et ganske intenst magnetfelt, rundt 1 T, er i stand til å påvirke parietallappen, delvis avbryte hjernens aktivitet i korte øyeblikk..
Andre derimot, der frivillige har tilbrakt 40 timer inne i en magnet som produserer 4 T intensitet, har gått uten å lide noen observerbare negative effekter. I det minste har University of Ohio antydet at det så langt ikke er noen risiko i å holde seg innenfor felt på 8 T.
Noen organismer som bakterier er i stand til å innlemme små krystaller av magnetitt og bruke dem til å orientere seg innenfor jordens magnetfelt. Magnetitt har også blitt funnet i mer komplekse organismer som bier og fugler, som vil bruke det til samme formål..
Er det magnetiske mineraler i menneskekroppen? Ja, magnetitt har blitt funnet i den menneskelige hjerne, selv om det er ukjent for hvilket formål det er der. Man kan spekulere i at det er en foreldet ferdighet..
Når det gjelder vannbehandling, er det basert på at sedimenter i utgangspunktet er diamagnetiske stoffer. Sterke magnetfelt kan brukes til å fjerne kalsiumkarbonatsedimenter, gips, salt og andre stoffer som forårsaker hardhet i vann og akkumuleres i rør og beholdere..
Det er et system med mange fordeler for å bevare miljøet og holde rørene i god drift i lang tid og til lave kostnader..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.