De paramagnetisme er en form for magnetisme der visse materialer svakt tiltrekkes av et eksternt magnetfelt og danner indre magnetfelt indusert i retning av det påførte magnetfeltet.
I motsetning til hva mange ofte tenker, er magnetiske egenskaper ikke bare begrenset til ferromagnetiske stoffer. Alle stoffer har magnetiske egenskaper, selv på en svakere måte. Disse stoffene kalles paramagnetiske og diamagnetiske.
På denne måten kan man skille mellom to typer stoffer: paramagnetisk og diamagnetisk. I nærvær av et magnetfelt tiltrekkes paramagnetikken til området der feltets intensitet er størst. I stedet tiltrekkes de diamagnetiske av regionen i feltet der intensiteten er mindre.
I nærvær av magnetfelt opplever paramagnetiske materialer samme type tiltrekning og frastøtelse som magneter opplever. Når magnetfeltet forsvinner, avslutter entropien imidlertid den magnetiske justeringen som ble indusert..
Med andre ord tiltrekkes paramagnetiske materialer av magnetfelt, selv om de ikke blir permanent magnetiserte materialer. Noen eksempler på paramagnetiske stoffer er blant annet luft, magnesium, platina, aluminium, titan, wolfram og litium.
Artikkelindeks
Paramagnetisme skyldes det faktum at visse materialer består av atomer og molekyler som har permanente magnetiske momenter (eller dipoler), selv når de ikke er i nærvær av et magnetfelt..
Magnetiske øyeblikk er forårsaket av spinn av uparrede elektroner i metaller og andre materialer som har paramagnetiske egenskaper..
I ren paramagnetisme samhandler ikke dipolene med hverandre, men er orientert tilfeldig i fravær av et eksternt magnetfelt som en konsekvens av termisk omrøring. Dette genererer et null magnetisk øyeblikk.
Imidlertid, når et magnetfelt påføres, har dipolene en tendens til å justere seg med det påførte feltet, noe som resulterer i et nettomagnetisk moment i retning av det feltet og tilfører det til det eksterne feltet..
Uansett kan justeringen av dipolene motvirkes av effekten av temperaturen..
På denne måten, når materialet blir oppvarmet, er den termiske omrøringen i stand til å motvirke effekten av magnetfeltet på dipolene, og de magnetiske momentene orienterer seg kaotisk, og reduserer intensiteten til det induserte feltet..
Curies lov ble utviklet eksperimentelt av den franske fysikeren Pierre Curie i 1896. Den kan bare brukes når det oppstår høye temperaturer og det paramagnetiske stoffet er i nærvær av svake magnetfelt..
Dette er fordi det ikke er nok å beskrive paramagnetisme når en stor del av de magnetiske momentene er justert..
Loven sier at magnetiseringen av det paramagnetiske materialet er direkte proporsjonal med intensiteten til det påførte magnetfeltet. Det er det som er kjent som Curies lov:
M = X ∙ H = C H / T
I den ovennevnte formelen er M magnetisering, H er den magnetiske flytdensiteten til det påførte magnetfeltet, T er temperaturen målt i grader Kelvin og C er en konstant som er spesifikk for hvert materiale og kalles Curie-konstanten..
Å overholde Curies lov viser også at magnetisering er omvendt proporsjonal med temperaturen. Av denne grunn, når materialet blir oppvarmet, har dipolene og de magnetiske momentene en tendens til å miste orienteringen oppnådd av tilstedeværelsen av magnetfeltet..
Paramagnetiske materialer er alle de materialene med magnetisk permeabilitet (et stoffs evne til å tiltrekke seg eller få et magnetfelt til å passere gjennom) som ligner magnetisk permeabilitet i et vakuum. Slike materialer viser et ubetydelig nivå av ferromagnetisme..
I fysiske termer er det oppgitt at dets relative magnetiske permeabilitet (kvotient mellom permeabiliteten til materialet eller mediet og permeabiliteten til et vakuum) er omtrent lik 1, som er den magnetiske permeabiliteten til et vakuum..
Blant paramagnetiske materialer er det en bestemt type materialer som kalles superparamagnetisk. Selv om de følger Curies lov, har disse materialene en ganske høy Curie-konstantverdi.
Det var Michael Faraday som i september 1845 innså at i realiteten reagerer alle materialer (ikke bare ferromagnetiske) på tilstedeværelsen av magnetfelt..
I alle fall er sannheten at de fleste stoffer har en diamagnetisk karakter, siden parene med parrede elektroner - og derfor med motsatt rotasjon - svakt favoriserer diamagnetisme. Tvert imot, bare når det er uparede elektroner, oppstår diamagnetisme.
Både paramagnetiske og diamagnetiske materialer har en svak følsomhet for magnetfelt, men mens det i det første er positivt i det siste er det negativt.
Diamagnetiske materialer er litt frastøtt av et magnetfelt; på den annen side tiltrekkes paramagnetikken, men også med liten kraft. I begge tilfeller, når magnetfeltet fjernes, forsvinner effekten av magnetisering..
Som allerede nevnt er det store flertallet av elementene som utgjør det periodiske systemet, diamagnetiske. Dermed er eksempler på diamagnetiske stoffer vann, hydrogen, helium og gull..
Siden paramagnetiske materialer har en oppførsel som ligner vakuum i fravær av et magnetfelt, er deres applikasjoner i industrien noe begrensede.
En av de mest interessante anvendelsene av paramagnetisme er Electronic Paramagnetic Resonance (RPE), som er mye brukt i fysikk, kjemi og arkeologi. Det er en spektroskopiteknikk som det er mulig å oppdage arter med uparrede elektroner.
Denne teknikken brukes i gjæringer, i industriell produksjon av polymerer, for bruk av motoroljer og til fremstilling av øl, blant andre områder. Tilsvarende er denne teknikken mye brukt i dateringen av arkeologiske levninger..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.