Діамагнетики

Піролітичний вуглець, ширяє над неодимовим магнітом

Діамагне́́тики — речовини з від'ємною магнітною сприйнятливістю.

Явище діамагнетизму зумовлене ларморівською прецесією електронів у магнітному полі.

Процеси, які визначають діамагнітні властивості речовини, відбуваються у всіх, без винятку, матеріалах, але вони слабкі й у випадку парамагнетиків не відіграють суттєвої ролі порівняно із іншими процесами.

Ідеальний діамагнетик має магнітну сприйнятливість $\chi =-1$, що призводить до виштовхування магнітного поля із речовини. Ідеальними діамагнетиками є надпровідники.

Діамагнетик намагнічується в напрямку, зворотному до поля, і виштовхується з ділянок із сильнішим полем. Їхня магнітна сприйнятливість $\chi$ від'ємна. За абсолютною величиною вона мала і дуже залежить як від напруженості магнітного поля, так і від температури. Парамагнетики також мають дуже низькі значення $\chi$, але вони намагнічуються в напрямку поля. Феромагнітні тіла за температур точки Кюрі (фазовий перехід II роду) втрачають свій феромагнетизм. Для Fe, Co і Ni ця температура відповідно дорівнює 770, 1150 і 360 °C.

Діамагнетик поділяють на класичні, аномальні і надпровідники. До першої підгрупи відносять інертні гази, деякі метали (цинк, золото, ртуть і ін), елементи типу кремнію і фосфору, багато органічних сполук.

Порівнюючи діамагнетики і парамагнетики, ми легко виявляємо, чим вони відрізняються: парамагнетики складаються з атомів або молекул, що мають магнітні моменти, а діамагнетик — з атомів або молекул, магнітні моменти яких дорівнюють нулю.

Історія

1778 року Шаблон:Не перекладено першим помітив, що бісмут і сурма відштовхуються магнітним полем. Однак термін «діамагнетизм» був пізніше (у вересні 1848 року) увів Майкл Фарадей, коли зрозумів, що всі матеріали в природі мають певною мірою діамагнітний характер відповіді на прикладене до них магнітне поле.

Речовини-діамагнетики

Файл:Neodymium magnet repels a Toothpick.webm

Магнітна сприйнятливість деяких діамагнетиків (за нормальних умов)

Речовина	Магнітна сприйнятливість, $\chi$·10−6
Азот, N2	−3,0
Водень, Е2	−4,0
Германій, Ge	−12,7
Кремній, Si	−3,1
Вода (рідка), Н2O	−13,0
Кухонна сіль, NaCI	−30,3
Ацетон, С3Е6В	−33,8
Гліцерин, C3H8O3	−57,1
Нафталін, C10H8	−91,8
Бісмут, Bi, метал	−284,0
Графіт, С	-85
Піролітичний графіт, П, С	−85
Піролітичний графіт, ⊥, C	−950

До діамагнетиків належать інертні гази, азот, водень, кремній, фосфор, бісмут, цинк, мідь, золото, срібло, а також багато інших, як органічних, так і неорганічних, сполук. Людина у магнітному полі поводиться як діамагнетик.

Діамагнітна левітація

Жива жаба левітує в магнітному полі ~16 Тл (NHFML) Шаблон:YouTube

Діамагні́тна левіта́ція має ту ж природу, що й ефект Мейснера (повне витіснення магнітного поля з матеріалу), вона спостерігається за значно сильніших полів, але зате не вимагає попереднього охолодження. Деякі досліди доступні аматорам. Наприклад, рідкісноземельний магніт з індукцією близько 1 Тл може висіти між двома пластинами бісмуту. У полі з індукцією 11 Тл можна стабілізувати й утримувати маленький магніт у повітрі між пальцями не торкаючись його.

Див. також

• Діамагнетизм
  • Діамагнітні мінерали
• Ідеально жорсткий надпровідник
• Парамагнетики
• Феромагнетики

Література

• Шаблон:МГЕ

Шаблон:Physics-stub