Парамагнетики

Молекулы парамагнетиков обладают магнитным моментом. Однако вследствие теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированы беспорядочно, поэтому парамагнитные вещества магнитными свойствами не обладают. При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов по полю (полной ориентации препятствует тепловое движение атомов). Таким образом, парамагнетик намагни­чивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его. Этот эффект называется парамагнитным.

К парамагнетикам относятся редкоземельные элементы, Pt, Al и т. д.

Диамагнетики

Молекулы диамагнетиков не обладают магнитным моментом. Во внешнем магнитном поле индуцируются элементарные круговые токи. Так как этот микроток индуцирован внешним магнитным полем, то, согласно правилу Ленца, у атома появляется составляющая магнитного доля, направленная противоположно внешнему полю. Наведенные составляющие магнитных полей атомов (молекул) складываются и образуют собственное магнитное поле вещества, ослабляющее внешнее магнитное поле. Этот эффект получил название диамагнитного эффекта, а вещества, намагничивающиеся во внешнем магнитном поле против направления поля, называются диамагнетиками.

К диамагнетикам относятся многие металлы (например, Bi, Ag, Au, Сu), большинство органических соединений смолы, углерод.

Диамагнитный момент наблюдается и в парамагнетиках, но он значительно слабее парамагнитного и поэтому остается незаметным.

Из механизма диамагнетизма следует, что он свойственен всем веществам. Если магнитный момент атомов велик, то парамагнитные свойства преобладают над диамагнитными и вещество является парамагнетиком; если магнитный момент атомов мал, то преобладают диамагнитные свойства и вещество является диамагнетиком.

Физическая величина, определяемая магнитным моментом единицы объема магнетика называется намагниченность

— магнитный момент магнетика, равный векторной сумме магнитных моментов отдельных молекул).

В несильных полях намагниченность прямо пропорциональна напряжен­ности поля, вызывающего намагничение,

Магнитная восприимчивость вещества (χ)

Для диамагнетиков χ отрицательна (поле молекулярных токов противоположно внешнему), для парамагнетиков — положительна (поле молекулярных токов совпадает с внешним). Значения χ очень малы (порядка 10^{-4 –} 10^-6).

Магнитное поле В в веществе складывается из двух полей: внешнего поля В_о (поля, создаваемого намагничивающим током в вакууме) и поля В' намагниченного вещества (поля, создаваемого молекулярными токами)

г де В_о =μ₀H (H - вектор напряженности ,характеризующий магнитное поле макротоков).

Доказывается, Тогда

или

Подставив выражение для J в (1), получим

Безразмерная величина μ =1 + χ представляет собой магнитную проницаемость вещества. Для диамагнетиков μ < 1, для парамагнетиков μ > 1.