PARAMAGNETISM: SANHI, MGA MATERYALES NA PARAMAGNETIC, MGA HALIMBAWA - PISIKAL - 2025

Ang paramagnetism ay isang anyo ng magnetism na ang ilang mga materyales ay mahina na naaakit ng isang panlabas na magnetic field at bumubuo ng mga panloob na larangan ng magnet na sapilitan sa direksyon ng inilapat na magnetic field.

Taliwas sa madalas na iniisip ng maraming tao, ang mga magnetic na katangian ay hindi lamang limitado sa mga sangkap na ferromagnetic. Ang lahat ng mga sangkap ay may mga magnetic na katangian, kahit na sa isang mas mahina na paraan. Ang mga sangkap na ito ay tinatawag na paramagnetic at diamagnetic.

Sa ganitong paraan, ang dalawang uri ng mga sangkap ay maaaring makilala: paramagnetic at diamagnetic. Sa pagkakaroon ng isang magnetic field, ang mga paramagnetic ay nakakaakit patungo sa zone kung saan mas malaki ang intensity ng bukid. Sa halip, ang mga diamagnetics ay naaakit sa rehiyon ng bukid kung saan ang pinakamababa.

Kapag sa pagkakaroon ng mga magnetic field, ang mga materyal na paramagnetic ay nakakaranas ng parehong uri ng pang-akit at pagtanggi na naranasan ng magnet. Gayunpaman, kapag nawala ang magnetic field, natapos ng entropy ang magnetic alignment na na-impluwensya.

Sa madaling salita, ang mga materyales na paramagnetic ay naaakit ng mga magnetic field, kahit na hindi sila permanenteng magnetized materyales. Ang ilang mga halimbawa ng mga sangkap ng paramagnetic ay: air, magnesium, platinum, aluminyo, titanium, tungsten at lithium, bukod sa iba pa.

Mga Sanhi

Ang paramagnetismo ay dahil sa ang katunayan na ang ilang mga materyales ay binubuo ng mga atom at molekula na may permanenteng magnetic moment (o dipoles), kahit na wala sila sa pagkakaroon ng isang magnetic field.

Ang mga magnetikong sandali ay sanhi ng mga spins ng mga hindi bayad na elektron sa mga metal at iba pang mga materyales na may mga katangian ng paramagnetic.

Sa purong paramagnetismo ang mga dipoles ay hindi nakikipag-ugnay sa bawat isa, ngunit random na nakatuon sa kawalan ng isang panlabas na magnetic field bilang isang bunga ng thermal agitation. Nagbubuo ito ng isang zero magnetic moment.

Gayunpaman, kapag ang isang magnetic field ay inilalapat, ang mga dipoles ay may posibilidad na magkahanay sa inilapat na patlang, na nagreresulta sa isang net magnetic moment sa direksyon ng patlang na iyon at pagdaragdag sa labas ng larangan.

Sa alinmang kaso, ang pag-align ng mga dipoles ay maaaring ma-counteract sa pamamagitan ng epekto ng temperatura.

Sa ganitong paraan, kapag ang materyal ay pinainit, ang thermal agitation ay magagawang pigilan ang epekto na ang magnetic field ay nasa dipoles at ang mga magnetic moment ay muling pinatunayan ang kanilang sarili sa isang magulong paraan, binabawasan ang intensity ng sapilitan na larangan.

Batas ni Curie

Ang batas ng Curie ay binuo ng eksperimento ng pisikong Pransiko na si Pierre Curie noong 1896. Maaari lamang itong mailapat kapag ang mga mataas na temperatura ay naroroon at ang sangkap na paramagnetic ay nasa pagkakaroon ng mahina na mga magnetikong larangan.

Ito ay dahil nabigo ito upang mailarawan ang paramagnetism kapag ang isang malaking bahagi ng mga magnetic moment ay nakahanay.

Sinasabi ng batas na ang magnetization ng materyal na paramagnetic ay direktang proporsyonal sa intensity ng inilapat na magnetic field. Ito ang kilala bilang Batas ni Curie:

M = X ∙ H = CH / T

Sa pormula sa itaas na M ay ang magnetization, H ay ang magnetic density ng fluks ng inilapat na magnetic field, T ang temperatura na sinusukat sa degree na Kelvin at C ay isang pare-pareho na tiyak sa bawat materyal at tinawag na palagiang Curie.

Ang pagsunod sa batas ni Curie ay nagpapakita din na ang magnetization ay inversely proporsyonal sa temperatura. Para sa kadahilanang ito, kapag ang materyal ay pinainit, ang mga dipoles at magnetic moment ay may posibilidad na mawala ang orientation na nakuha sa pamamagitan ng pagkakaroon ng magnetic field.

Mga materyales na paramagnetiko

Ang mga materyal na paramagnetic ay ang lahat ng mga materyales na may magnetic pagkamatagusin (kakayahan ng isang sangkap upang maakit o maging sanhi ng isang magnetic field na dumaan) na katulad ng magnetic pagkamatagusin ng isang vacuum. Ang nasabing mga materyales ay nagpapakita ng isang maiiwasang antas ng ferromagnetism.

Sa pisikal na mga termino, ipinahayag na ang kamag-anak na magnetikong pagkamatagusin (quotient sa pagitan ng pagkamatagusin ng materyal o medium at ang pagkamatagusin ng isang vacuum) ay humigit-kumulang na pantay sa 1, na kung saan ay ang magnetic pagkamatagusin ng isang vacuum.

Kabilang sa mga materyales na paramagnetic mayroong isang partikular na uri ng mga materyales na tinatawag na superparamagnetic. Bagaman sinusunod nila ang Batas ni Curie, ang mga materyales na ito ay may medyo mataas na halaga ng palagiang Curie.

Mga pagkakaiba sa pagitan ng paramagnetism at diamagnetism

Ito ay si Michael Faraday na, noong Setyembre 1845, natanto na sa katotohanan ang lahat ng mga materyales (hindi lamang mga ferromagnetic) ay gumanti sa pagkakaroon ng mga magnetikong larangan.

Sa anumang kaso, ang katotohanan ay ang karamihan sa mga sangkap ay may diamagnetical character, dahil ang mga pares ng ipinares na mga electron - at, samakatuwid, na may kabaligtaran na pag-ikot - mahina na pumabor sa diamagnetism. Sa kabaligtaran, lamang kapag mayroong mga hindi bayad na mga electron ay nagaganap ang diamagnetism.

Ang parehong mga materyal na paramagnetic at diamagnetic ay may mahina na pagkamaramdamin sa mga magnetic field, ngunit habang sa dating ito ay positibo sa huli ito ay negatibo.

Ang mga materyal na diamagnetic ay bahagyang tinatanggal ng isang magnetic field; sa kabilang banda, ang mga paramagnetics ay naaakit, kahit na may kaunting lakas. Sa parehong mga kaso, kapag ang magnetic field ay tinanggal, nawala ang mga epekto ng magnetization.

Tulad ng nabanggit na, ang karamihan sa mga elemento na bumubuo sa pana-panahong talahanayan ay diamagnetic. Kaya, ang mga halimbawa ng diamagnetic na sangkap ay tubig, hydrogen, helium at ginto.

Aplikasyon

Dahil ang mga materyales na paramagnetic ay may katulad na pag-uugali sa vacuum sa kawalan ng isang magnetic field, ang kanilang mga aplikasyon sa industriya ay medyo limitado.

Ang isa sa mga pinaka-kagiliw-giliw na aplikasyon ng paramagnetism ay ang Electronic Paramagnetic Resonance (RPE), na malawakang ginagamit sa pisika, kimika at arkeolohiya. Ito ay isang pamamaraan ng spectroscopy kung saan posible na makita ang mga species na may mga hindi bayad na elektron.

Ang pamamaraan na ito ay inilalapat sa pagbuburo, sa pang-industriya na paggawa ng mga polimer, para sa pagsusuot ng mga langis ng motor at sa paggawa ng mga beer, bukod sa iba pang mga lugar. Katulad nito, ang pamamaraan na ito ay malawakang ginagamit sa pakikipag-date ng mga labi ng arkeolohiko.

Mga Sanggunian

1. Paramagnetismo (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 24, 2018, mula sa es.wikipedia.org.
2. Diamagnetism (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 24, 2018, mula sa es.wikipedia.org.
3. Paramagnetismo (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 24, 2018, mula sa en.wikipedia.org.
4. Diamagnetism (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 24, 2018, mula sa en.wikipedia.org.
5. Chang, MC "Diamagnetism at paramagnetism" (PDF). Mga tala sa lektura ng NTNU. Nakuha noong Abril 25, 2018.
6. Orchard, AF (2003) Magnetochemistry. Oxford university press.