反磁性材料の特性

物質の電子の磁力は、磁場に置かれると変化します。ファラデーの磁気誘導の法則は、この現象を説明しています。磁気特性は、外部磁力にどのように反応するかを決定します。

材料は、外部から印加された磁場に対する応答によって、反磁性、常磁性、または強磁性の 3 つのタイプに分類されます。反磁性挙動を示す材料の原子には、永久磁気双極子モーメントがありません。

反磁性材料が外部磁場に導入されると、適用された磁場の方向に弱くてスリムな磁気双極子モーメントが誘導されます。磁場を適用しない場合、反磁性材料には正味の磁気モーメント (H) がありません。電子のスピン運動と電子同士の相互作用が磁性の起源です。

反磁性材料が外部磁場にさらされると、回転する電子が電流を生成する運動を受け、磁場の反対方向に磁化されます。

原子軌道内の電子が磁場を通って移動すると、電子にかかる力によって軌道運動がわずかにシフトします。電子軌道は磁場の方向を中心にプロセスします。反磁性材料の特性は、本質的にさまざまです。

磁気特性にはどのような種類がありますか?

材料の原子やイオンが持つ磁気特性は、材料が示す磁気特性の原因です。原子核の周りの原子の回転と、その軸内の電子のスピンにより、材料の磁気特性が生じます。材料はその磁気特性によって5種類に分類されます。それらには以下が含まれます:

反磁性の原因は?

電子の軌道運動は、原子電流ループを作成することによって磁場を生成します。反磁性を示す材料が外部磁場にさらされると、現在のスピンは、適用された磁場とは反対に作用するように配置される傾向があります。

反磁性では、物質内部の電子が急速に回転することで外部磁場に反応し、外部磁場に対抗する磁力を生み出します。すべての原子には電子が含まれているため、すべての物質はある程度反磁性を持っています。ただし、反磁性が存在する場合、常磁性または強磁性のより大きな力がすぐにそれを上回ります。これらすべてが一体となって、反磁性のさまざまな特性を担っています。

反磁性材料の特性

感受性

物質が外部磁場に置かれると、その磁化率は、その物質がどれだけ磁化されるかを測定します。

材料の磁化率は、ギリシャ文字のカイ (χ) で表されます。

これは、内部分極の大きさ (J) を外部場の強さ (B0) で割ったものとして表されます。

χ =J / B0

反磁性材料は磁場に抵抗します。したがって、反磁性材料の磁化率は負です。反磁性物質のスピンは、印加された磁場の反対方向に整列します。感受性の値は温度に依存しません。

反磁性体の透磁率

力線を拒否する反磁性材料の能力は、透磁率として知られています (反磁性材料の構造による)。それらは力線を拒否し、磁力線がそれらを通過するのを防ぎます。その結果、反磁性材料の 1 です。

適用された磁場に対する内部磁化の比率は、透磁率によって測定されます。

反磁性物質が磁場に置かれると、反磁性物質が磁力線を放出しているかのように、磁力線はそれを通過しないことを好みます。その結果、サンプルの磁力線はより小さな値に減少します。

反磁性材料で覚えておくべきポイント

• 不均一な磁場では、反磁性体は強い場所から弱い場所に移動します。これは、磁場が弱い反発しかしていないことを示しています。
• 変動する磁場では、磁場の変動によって導体内に循環電流が生成されるため、どの導体も高い反磁性効果を示します。超伝導体には電流ループを形成する抵抗がないため、完全な反磁性体になります。
• 反磁性材料のもう 1 つの特性は、磁場が両端で最も強いため、反磁性材料の棒が、その長さが磁場方向に対して 90 度に設定された均一な磁場の中で停止することです。
• 反磁性体には原子双極子がありません。これは、電子対によって各原子の磁気モーメントがゼロになるためです。
• 反磁性では、特定の物質の特定の磁場における単位質量あたりの磁気モーメントは、広範囲の温度にわたって一定に保たれます。
• 反磁性材料が不均一な磁場に置かれると、磁場の強い領域から弱い領域に移動します。
• 鉛、炭素、ビスマスは反磁性材料の例です。

結論

磁場は、反磁性体では弱く負の磁化率を持っています。磁場が印加されると、反磁性材料は多少反発し、磁場が取り除かれるとその磁気特性を失います。反磁性材料は、正味の磁気モーメントを持たない原子で構成されています。ほとんどの状況で磁化率が大幅に高いフェリ磁性など、他の磁気効果が存在しない場合にのみ、材料の反磁性応答がその磁化に寄与します。反磁性はすべての物質に存在します。それは温度に依存せず、強磁性や常磁性効果に比べて非常に小さいため、しばしば無視されます.