De paramagnetism är en form av magnetism där vissa material svagt lockas av ett externt magnetfält och bildar inre magnetfält inducerade i riktning mot det applicerade magnetfältet.
I motsats till vad många ofta tycker är magnetiska egenskaper inte bara begränsade till ferromagnetiska ämnen. Alla ämnen har magnetiska egenskaper, även på ett svagare sätt. Dessa ämnen kallas paramagnetiska och diamagnetiska.
På detta sätt kan man skilja på två typer av ämnen: paramagnetiska och diamagnetiska. I närvaro av ett magnetfält lockas paramagnetiken till det område där fältets intensitet är störst. Istället lockas de diamagnetiska till området av fältet där intensiteten är mindre.
I närvaro av magnetfält upplever paramagnetiska material samma typ av attraktion och avstötning som magneter upplever. Men när magnetfältet försvinner avslutar entropin den magnetiska inriktning som inducerats..
Med andra ord lockas paramagnetiska material av magnetfält, även om de inte blir permanent magnetiserade material. Några exempel på paramagnetiska ämnen är bland annat luft, magnesium, platina, aluminium, titan, volfram och litium.
Artikelindex
Paramagnetism beror på det faktum att vissa material består av atomer och molekyler som har permanenta magnetiska moment (eller dipoler), även när de inte finns i ett magnetfält..
Magnetiska ögonblick orsakas av snurr av oparade elektroner i metaller och andra material som har paramagnetiska egenskaper..
I ren paramagnetism interagerar dipolerna inte med varandra utan orienteras slumpmässigt i frånvaro av ett externt magnetfält som en följd av termisk omrörning. Detta genererar ett nollmagnetiskt moment.
Men när ett magnetfält appliceras tenderar dipolerna att anpassas till det applicerade fältet, vilket resulterar i ett nettomagnetiskt moment i riktning mot det fältet och adderar till det för det yttre fältet..
I vilket fall som helst kan inriktningen av dipolerna motverkas av effekten av temperaturen..
På detta sätt, när materialet upphettas, kan den termiska omrörningen motverka effekten av magnetfältet på dipolerna och de magnetiska momenten omorienterar sig kaotiskt, vilket minskar intensiteten hos det inducerade fältet..
Curies lag utvecklades experimentellt av den franska fysikern Pierre Curie 1896. Den kan endast tillämpas när höga temperaturer uppstår och det paramagnetiska ämnet finns i närvaro av svaga magnetfält..
Det beror på att det inte räcker att beskriva paramagnetism när en stor del av de magnetiska momenten är inriktade..
Lagen säger att magnetiseringen av det paramagnetiska materialet är direkt proportionell mot intensiteten hos det applicerade magnetfältet. Det är det som kallas Curies lag:
M = X ∙ H = C H / T
I ovanstående formel är M magnetiseringen, H är den magnetiska flödestätheten för det applicerade magnetfältet, T är temperaturen uppmätt i grader Kelvin och C är en konstant som är specifik för varje material och kallas Curie-konstanten..
Att följa Curies lag visar också att magnetisering är omvänt proportionell mot temperaturen. Av detta skäl, när materialet värms upp, tenderar dipolerna och de magnetiska momenten att förlora orienteringen som förvärvats av närvaron av magnetfältet..
Paramagnetiska material är alla de material med magnetisk permeabilitet (förmåga hos ett ämne att attrahera eller få ett magnetfält att passera igenom) som liknar den magnetiska permeabiliteten i ett vakuum. Sådana material uppvisar en försumbar nivå av ferromagnetism..
I fysiska termer anges att dess relativa magnetiska permeabilitet (kvot mellan permeabiliteten för materialet eller mediet och permeabiliteten för ett vakuum) är ungefär lika med 1, vilket är den magnetiska permeabiliteten för ett vakuum..
Bland paramagnetiska material finns det en viss typ av material som kallas superparamagnetisk. Även om de följer Curies lag, har dessa material ett ganska högt Curie-konstantvärde.
Det var Michael Faraday som i september 1845 insåg att i verkligheten reagerar alla material (inte bara ferromagnetiska) på närvaron av magnetfält..
I vilket fall som helst är sanningen att de flesta ämnen har en diamagnetisk karaktär, eftersom paren av parade elektroner - och därför med motsatt snurrning - gynnar diamagnetism svagt. Tvärtom, endast när det finns oparade elektroner inträffar diamagnetism.
Både paramagnetiska och diamagnetiska material har en svag känslighet för magnetfält, men medan det i det första är positivt i det senare är det negativt.
Diamagnetiska material avvisas något av ett magnetfält; å andra sidan lockas paramagnetiken, men även med liten kraft. I båda fallen, när magnetfältet tas bort, försvinner effekterna av magnetisering..
Som redan nämnts är de allra flesta element som utgör det periodiska systemet diamagnetiska. Således är exempel på diamagnetiska ämnen vatten, väte, helium och guld..
Eftersom paramagnetiska material har ett beteende som liknar vakuum i frånvaro av ett magnetfält, är deras tillämpningar inom industrin något begränsade.
En av de mest intressanta tillämpningarna av paramagnetism är Electronic Paramagnetic Resonance (RPE), som ofta används inom fysik, kemi och arkeologi. Det är en spektroskopiteknik med vilken det är möjligt att detektera arter med oparade elektroner.
Denna teknik används i jäsning, vid industriell tillverkning av polymerer, för slitage av motoroljor och vid tillverkning av öl, bland andra områden. På samma sätt används denna teknik i stor utsträckning vid datering av arkeologiska lämningar..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.