ไดอะแมกเนติกและวัสดุไดอะแมกเนติกคืออะไร

วัสดุไดแมกเนติกถูกขับไล่โดยสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กที่ใช้สร้างสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำในตัวพวกมันในทิศทางตรงกันข้าม ทำให้เกิดแรงผลัก ในทางกลับกัน วัสดุพาราแมกเนติกและเฟอร์โรแมกเนติกจะถูกดึงดูดโดยสนามแม่เหล็ก สำหรับวัสดุไดแม่เหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็กจะลดลง และสำหรับวัสดุพาราแมกเนติก ฟลักซ์แม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น

ปรากฏการณ์ของไดอะแมกเนติกถูกค้นพบโดย Sebald Justinus Brugmans ซึ่งในปี พ.ศ. 2321 สังเกตเห็นว่าบิสมัทและพลวงถูกขับไล่โดยสนามแม่เหล็ก คำว่า diamagnetism ได้รับการประกาศเกียรติคุณโดย Michael Faraday ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2388 เขาตระหนักว่าวัสดุทั้งหมดมีผลแม่เหล็กบางอย่างในสนามแม่เหล็กภายนอก

ไดอะแมกเนติกน่าจะเป็นรูปแบบของแม่เหล็กที่รู้จักกันน้อยที่สุด แม้ว่าความจริงแล้วไดอะแมกเนติกจะเกิดขึ้นในสารเกือบทุกชนิด

เราทุกคนคุ้นเคยกับแรงดึงดูดของแม่เหล็กเพราะความถี่ วัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า และเนื่องจากพวกมันมีความไวต่อแม่เหล็กอย่างมากในทางกลับกัน ไดอะแมกเนติกแทบไม่เป็นที่รู้จักในชีวิตประจำวัน เนื่องจากโดยทั่วไปแล้ววัสดุไดอะแมกเนติกมีความไวน้อยมาก ดังนั้นแรงผลักจึงแทบจะไม่มีเลย

ปรากฏการณ์ของไดอะแมกเนติกเป็นผลโดยตรงจาก การกระทำของกองกำลัง Lenzเกิดขึ้นเมื่อวางสารไว้ในช่องว่างที่มีสนามแม่เหล็ก สาร Diamagnetic ทำให้สนามแม่เหล็กภายนอกที่พวกมันอยู่อ่อนกำลังลง เวกเตอร์ฟิลด์ Lenz จะกำกับกับเวกเตอร์ฟิลด์ที่ใช้ภายนอกเสมอ สิ่งนี้เป็นจริงในทุกทิศทาง โดยไม่คำนึงถึงการวางตัวของตัวไดอะแมกเนติกที่เกี่ยวข้องกับฟิลด์ที่ใช้

วัตถุใดๆ ที่ทำจากวัสดุไดแม่เหล็กไม่เพียงแต่ทำให้สนามภายนอกอ่อนแอลงเนื่องจากอิทธิพลของปฏิกิริยา Lenz แต่ยังสัมผัสกับการกระทำของแรงบางอย่างหากสนามภายนอกไม่สม่ำเสมอในอวกาศ

แรงนี้ซึ่งขึ้นอยู่กับทิศทางของการไล่ระดับสีสนามและไม่ขึ้นกับทิศทางของสนามเอง มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนร่างกายจากบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กค่อนข้างแรงไปยังบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กอ่อนกว่า ซึ่งการเปลี่ยนแปลงในวงโคจรของอิเล็กตรอนจะเป็น น้อยที่สุด

แรงเชิงกลที่กระทำต่อวัตถุไดอะแมกเนติกในสนามแม่เหล็กเป็นการวัดแรงของอะตอมที่ทำให้อิเล็กตรอนในวงโคจรอยู่ในวงโคจรทรงกลม

สารทั้งหมดเป็นแม่เหล็กเนื่องจากองค์ประกอบพื้นฐานคือ อะตอมที่มีอิเล็กตรอนในวงโคจร… สารบางชนิดสร้างทั้งฟิลด์เลนซ์และฟิลด์สปิน เนื่องจากสนามสปินมักจะแรงกว่าสนามเลนซ์มาก เมื่อสนามทั้งสองประเภทเกิดขึ้น ผลกระทบจากสนามสปินมักจะมีอิทธิพลมากกว่า

ไดอะแมกเนติกที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของอิเล็กตรอนมักจะอ่อนแอเนื่องจากสนามเฉพาะที่ที่กระทำต่ออิเล็กตรอนแต่ละตัวนั้นแรงกว่าสนามภายนอกที่ใช้ ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนวงโคจรของอิเล็กตรอนทั้งหมด เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของวงโคจรมีขนาดเล็ก ปฏิกิริยาของ Lenz ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จึงมีขนาดเล็กเช่นกัน

ในขณะเดียวกัน ไดอะแมกเนติกเกิดจากการเคลื่อนไหวแบบสุ่ม องค์ประกอบของพลาสมา, แสดงออกอย่างชัดเจนมากกว่าไดอะแมกเนติกที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของอิเล็กตรอน เนื่องจาก ไอออนและอิเล็กตรอนในพลาสมาจะไม่สัมผัสกับแรงยึดเหนี่ยวขนาดใหญ่ ในกรณีนี้ สนามแม่เหล็กที่ค่อนข้างอ่อนจะเปลี่ยนวิถีของอนุภาคอย่างมีนัยสำคัญ

ไดอะแมกเนติซึมของอนุภาคขนาดจิ๋วหลายอนุภาคที่เคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรประเภทต่างๆ อาจพิจารณาได้ว่าเป็นผลจากอิทธิพลของวงจรกระแสสมมูลที่ล้อมรอบร่างกายซึ่งสารประกอบด้วยอนุภาคเหล่านี้ การวัดกระแสนี้ทำให้สามารถหาปริมาณไดอะแมกเนติกได้

การลอยด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า:

ตัวอย่างของวัสดุไดอะแมกเนติก ได้แก่ น้ำ บิสมัทโลหะ ไฮโดรเจน ฮีเลียมและก๊าซมีตระกูลอื่นๆ โซเดียมคลอไรด์ ทองแดง ทอง ซิลิกอน เจอร์เมเนียม กราไฟต์ บรอนซ์ และกำมะถัน

โดยทั่วไปแล้ว diamagnetism แทบจะมองไม่เห็น ยกเว้นสิ่งที่เรียกว่า ตัวนำยิ่งยวด… ที่นี่เอฟเฟกต์ไดอะแมกเนติกนั้นแข็งแกร่งมาก ตัวนำยิ่งยวดยังเคลื่อนผ่านแม่เหล็ก.

การสาธิตการลอยด้วยคลื่นแม่เหล็กโดยใช้แผ่นไพโรไลติกกราไฟต์—เป็นวัสดุที่มีสนามแม่เหล็กสูง กล่าวคือเป็นวัสดุที่มีความไวต่อแม่เหล็กเป็นลบมาก

ซึ่งหมายความว่าเมื่อมีสนามแม่เหล็ก วัสดุจะกลายเป็นแม่เหล็ก สร้างสนามแม่เหล็กตรงข้ามที่ทำให้วัสดุถูกขับไล่โดยแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็ก สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับวัสดุพาราแมกเนติกหรือเฟอร์โรแมกเนติกที่ถูกดึงดูดไปยังแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็ก (เช่น เหล็ก)

ไพโรไลติกกราไฟท์ วัสดุที่มีโครงสร้างพิเศษที่ให้ไดอะแมกเนติกที่ดีเยี่ยม เมื่อรวมกับความหนาแน่นต่ำและสนามแม่เหล็กแรงสูงที่ทำได้ด้วย แม่เหล็กนีโอไดเมียมทำให้เห็นปรากฏการณ์ดังกล่าวในภาพถ่ายเหล่านี้

ได้รับการยืนยันจากการทดลองแล้วว่าวัสดุไดอะแมกเนติกมี:

• การซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์น้อยกว่าหนึ่ง
• การเหนี่ยวนำแม่เหล็กเชิงลบ
• ความไวต่อแม่เหล็กเชิงลบ แทบไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ

ที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤติ ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะของสารไปสู่สถานะตัวนำยิ่งยวด สารจะกลายเป็นไดอะแมกเนทในอุดมคติ:Meissner ผลและการใช้งาน