Понятие о диамагнетиках: свойства, характеристики

Что такое диамагнетики 

Наблюдения за микроскопическими плотностями токов в условиях намагниченного вещества показывают их сложность и сильные изменения даже на атомном уровне. Большой интерес для ученых представляют средние магнитные поля, которые образуются большим количеством атомов. Магнетические материалы подразделяются на несколько групп, включая диамагнетики.

При воздействии на диамагнитный материал внешнего магнитного поля наблюдается изменение в строении, то есть приобретение его атомами наведенных магнитных моментов. Если рассматривать малый объем изотропного диамагнетика, то можно заметить, что его атомы обладают одинаковыми наведенными магнитными моментами, которые направлены в противоположную сторону от внешнего магнитного поля.

Свойства диамагнетиков

Все материалы обладают магнитными свойствами и называются магнетиками. Степень и характер взаимодействия материалов с внешним магнитным полем дает представление о природе магнетизма.

Диамагнетики имеют несколько свойств:

1. Диамагнетики относятся к слабомагнитным веществам.
2. Магнитная проницаемость таких материалов меньше единицы и определяется, независимо от напряженности внешнего магнитного поля. При условии отсутствия намагничивающего поля диамагнетические материалы обладают нулевым магнитным моментом.
3. Отличаются от ферро и парамагнетиков. Диамагнетики и парамагнетики характеризуются магнитной проницаемостью, близкой к единице, но могут отличаться друг от друга. У парамагнетических материалов магнитная восприимчивость, как и у диамагнетиков, не имеет взаимосвязей с напряженностью внешнего поля, но соответствует положительным значениям. Ферромагнетики характеризует высокая положительная магнитная восприимчивость. В отличие от диамагнетиков и парамагнетиков, ферромагнетические материалы обладают повышенной магнитной восприимчивостью, которая в большей степени определяется напряженностью магнитного поля и температурой.

Разновидности

Диамагнетические вещества обладают особыми магнитными свойствами. В рамках группы данные материалы классифицируют на несколько категорий:

1. Классические диамагнетики, включая благородные газы, некоторые металлы и разнообразные органические соединения, характеризуются магнитной восприимчивостью с нормальным малым абсолютным значением от 10-5 до 10-6 и отсутствием взаимосвязи с температурой.
2. К аномальным диамагнетическим веществам относят графит, висмут, сурьму и другие элементы, аномальная магнитная восприимчивость которых в десятки и даже сотни раз превышает аналогичные показатели классических диамагнетиков, а в некоторых случаях представляет собой периодическую функцию напряженности поля. Также на магнитные свойства этих материалов оказывает сильное влияние температура.
3. Сверхпроводниками называют разнообразные чистые металлы, которые при определенной температуре приобретают сверхпроводящие свойства, то есть полностью утрачивают электрическое сопротивление. Макроскопические поверхностные токи материалов обуславливают их диамагнетические свойства.

Химические элементы диамагнетики

Ярким примером диамагнетических веществ являются разные типы инертных газов. К группе диамагнетиков также относятся:

• азот;
• водород;
• кремний;
• фосфор;
• висмут;
• цинк;
• медь;
• золото;
• серебро.

Многие органические и неорганические соединения характеризуются диамагнетическими свойствами. Человеческое тело под воздействием магнитного поля также становится диамагнетиком.