De diamagnetism Det är ett av svaren som materien har på närvaron av ett externt magnetfält. Det kännetecknas av att det är motsatt eller motsatt detta magnetfält och om det inte är materialets enda magnetiska svar, är dess intensitet den svagaste av alla..
När den motbjudande effekten är den enda som ett material presenterar för en magnet, anses materialet diamagnetiskt. Om andra magnetiska effekter dominerar, beroende på vad detta är, kommer det att betraktas som paramagnetiskt eller ferromagnetiskt.
Sebald Brugmans krediteras 1778 med den första hänvisningen till avstötningen mellan någon av stolparna på en magnet och ett materialstycke, särskilt tydligt i element som vismut och antimon..
Senare, 1845, studerade Michael Faraday denna effekt närmare och drog slutsatsen att den var en inneboende egenskap för all materia..
Artikelindex
Vismutens och antimonets magnetiska beteende och andra som guld, koppar, helium och ämnen som vatten och trä skiljer sig mycket från den välkända och kraftfulla magnetiska attraktionen som magneter utövar på järn, nickel eller järn..
Trots att det i allmänhet är ett lågintensivt svar, inför ett tillräckligt intensivt yttre magnetfält, kan allt diamagnetiskt material, även levande organiskt material, uppleva en mycket anmärkningsvärd motsatt magnetisering..
Genom att generera magnetfält så starka som 16 Tesla (redan 1 Tesla anses vara ganska starka) lyckades forskare vid Nijmegen High Field Magnet Laboratory i Amsterdam i Nederländerna magnetiskt sväva jordgubbar, pizzor och grodor på 1990-talet..
Det är också möjligt att sväva en liten magnet mellan en persons fingrar tack vare diamagnetism och ett tillräckligt starkt magnetfält. I sig själv utövar magnetfältet en magnetisk kraft som kan attrahera en liten magnet med kraft och det kan försökas att denna kraft kompenserar för vikten, men den lilla magneten förblir inte särskilt stabil..
Så snart den upplever minimal förskjutning drar den kraft som utövas av den stora magneten den snabbt. Men när mänskliga fingrar kommer mellan magneterna stabiliseras och svävar den lilla magneten mellan personens tumme och pekfinger. Magin beror på avstötningseffekten orsakad av fingrarnas diamagnetism.
Ursprunget till diamagnetism, som är det grundläggande svaret för varje substans på verkan av ett externt magnetfält, ligger i det faktum att atomer består av subatomära partiklar som har en elektrisk laddning..
Dessa partiklar är inte statiska och deras rörelse är ansvarig för att producera ett magnetfält. Naturligtvis är materien full av dem och du kan alltid förvänta dig någon form av magnetiskt svar i vilket material som helst, inte bara järnföreningar..
Elektronen ansvarar främst för materiens magnetiska egenskaper. I en mycket enkel modell kan denna partikel antas kretsa kring atomkärnan med en enhetlig cirkelrörelse. Detta räcker för att elektronen ska kunna bete sig som en liten strömslinga som kan generera ett magnetfält..
Magnetiseringen från denna effekt kallas omloppsmagnetisering. Men elektronen har ett ytterligare bidrag till atomens magnetism: den inneboende vinkelmomentet..
En analogi för att beskriva ursprunget till den inneboende vinkelmomentet är att anta att elektronen har en rotationsrörelse runt sin axel, en egenskap som kallas spin..
Att vara en rörelse och vara en laddad partikel, bidrar också snurret till det så kallade spin magnetisering.
Båda bidragen ger upphov till en netto- eller resulterande magnetisering, men det viktigaste är just det på grund av snurr. Protonerna i kärnan, trots att de har elektrisk laddning och snurr, bidrar inte signifikant till magnetiseringen av atomen..
I diamagnetiska material är den resulterande magnetiseringen noll, eftersom bidraget från både omloppsmomentet och de av rotationsmomentet upphävs. Det första på grund av Lenzs lag och det andra eftersom elektronerna i orbitalerna är etablerade i par med motsatt snurrning och skalen är fyllda med ett jämnt antal elektroner.
Den diamagnetiska effekten uppstår när orbitalmagnetisering påverkas av ett externt magnetfält. Den sålunda erhållna magnetiseringen betecknas M och det är en vektor.
Oavsett var fältet är riktat kommer det diamagnetiska svaret alltid att vara motbjudande tack vare Lenzs lag, som säger att den inducerade strömmen motsätter sig varje förändring i magnetflödet genom slingan..
Men om materialet innehåller någon form av permanent magnetisering kommer svaret attraktion, så är fallet med paramagnetism och ferromagnetism..
För att kvantifiera de beskrivna effekterna, överväga ett externt magnetfält H, appliceras på ett isotropiskt material (dess egenskaper är desamma var som helst i rymden), inom vilka magnetisering sker M. Tack vare detta skapas en magnetisk induktion inuti B, som ett resultat av interaktionen som sker mellan H Y M.
Alla dessa mängder är vektor. B Y M är proportionella mot H, är permeabiliteten för materialet μ och den magnetiska känsligheten χ, respektive proportionalitetskonstanter, som indikerar ämnets specifika svar på yttre magnetisk påverkan:
B = μH
Magnetiseringen av materialet kommer också att vara proportionell mot H:
M = χH
Ovanstående ekvationer är giltiga i cgs-system. Så mycket B Vad H Y M de har samma dimensioner, även om olika enheter. För att B Gauss används i detta system och för H oersted används. Anledningen till detta är att skilja fältet som appliceras externt från det fält som genereras inuti materialet..
I det internationella systemet, som är det som ofta används, får den första ekvationen något annorlunda utseende:
B = μeller μr H
μeller är den magnetiska permeabiliteten för tomt utrymme som är lika med 4π x 10-7 T.m / A (Teslameter / Ampere) och μr är den relativa permeabiliteten för mediet i förhållande till vakuum, vilket är dimensionslöst.
När det gäller den magnetiska känsligheten χ, som är den mest lämpliga egenskapen för att beskriva ett diamants magnetiska egenskaper, skrivs denna ekvation så här:
B = (1 + χ) μellerH
Med μr = 1 + χ
I det internationella systemet B kommer i Tesla (T), medan H Det uttrycks i Ampere / meter, en enhet som en gång ansågs kallas Lenz, men som hittills har lämnats när det gäller de grundläggande enheterna.
I de material där χ är negativt betraktas de som diamagnetiska. Och det är en bra parameter att karakterisera dessa ämnen, eftersom χ i dem kan betraktas som ett konstant värde oberoende av temperaturen. Detta är inte fallet i material som har mer magnetiska svar..
Vanligtvis är χ i storleksordningen -10-6 till -10-5. Supraledare kännetecknas av att de har χ = -1 och därför avbryts det inre magnetfältet helt (Meisner-effekt).
De är de perfekta diamagnetiska materialen, där diamagnetism slutar vara ett svagt svar och blir tillräckligt stark för att levitera föremål, som beskrivs i början..
Levande saker är gjorda av vatten och organiskt material, vars svar på magnetism i allmänhet är svagt. Emellertid är diamagnetism, som vi har sagt, en inneboende del av materien, inklusive organisk.
Små elektriska strömmar cirkulerar inuti människor och djur som utan tvekan skapar en magnetisk effekt. Just nu, medan läsaren följer dessa ord med ögonen, cirkulerar små elektriska strömmar i hans hjärna som gör att han kan komma åt och tolka informationen.
Den svaga magnetiseringen som sker i hjärnan är detekterbar. Tekniken är känd som magnetoencefalografi, som använder detektorer som kallas SQUIDs (Superledande kvantstörningsenheter) för att upptäcka mycket små magnetfält i storleksordningen 10-femton T.
SQUIDs kan lokalisera källor till hjärnaktivitet med stor precision. En programvara är ansvarig för att samla in erhållen data och omvandla den till en detaljerad karta över hjärnaktivitet.
Externa magnetfält kan påverka hjärnan på något sätt. Hur mycket? Någon ny forskning har visat att ett ganska intensivt magnetfält, runt 1 T, kan påverka parietalloben, delvis avbryta hjärnans aktivitet under korta ögonblick.
Andra däremot, där volontärer har tillbringat 40 timmar inne i en magnet som producerar 4 T intensitet, har lämnat utan att drabbas av några observerbara negativa effekter. University of Ohio har åtminstone angett att det hittills inte finns någon risk att stanna inom fält på 8 T.
Vissa organismer, såsom bakterier, kan införliva små magnetitkristaller och använda dem för att orientera sig inom jordens magnetfält. Magnetit har också hittats i mer komplexa organismer som bin och fåglar, som skulle använda den för samma ändamål..
Finns det magnetiska mineraler i människokroppen? Ja, magnetit har hittats i den mänskliga hjärnan, även om det är okänt för vilket syfte det finns där. Man kan spekulera i att det är en föråldrad skicklighet..
När det gäller vattenbehandling baseras det på att sediment i princip är diamagnetiska ämnen. Starka magnetfält kan användas för att avlägsna kalciumkarbonatsediment, gips, salt och andra ämnen som orsakar hårdhet i vatten och ackumuleras i rör och behållare..
Det är ett system med många fördelar för att spara miljön och hålla rören i gott skick under lång tid och till låg kostnad..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.