Diamagnetické vs Paragmagnetické

Víte, že ne všechny materiály se chovají stejně v magnetickém poli? Některé jsou přitahovány, jiné odpuzovány. Pojďme zjistit proč.

Rozdíl mezi diamagnetickými a paramagnetickými materiály spočívá v jejich magnetické susceptibilitě a tom, jak reagují na vnější magnetická pole.

Diamagnetické vs Paragmagnetické

Diamagnetické vs Paragmagnetické （foto od ChemTalk）

Oba typy hrají klíčové role ve vědě a technologiích — pochopení jejich chování pomáhá při výběru materiálů pro magnety, senzory a stínění.

Jaký je rozdíl mezi diamagnetickým a paramagnetickým magnetickým polem?

Umístíte dva materiály do stejného magnetického pole. Jeden se k němu přibližuje, druhý od něj odchází. Co se děje?

Paramagnetické materiály jsou slabě přitahovány k vnějším magnetickým polím, zatímco diamagnetické materiály jsou od nich mírně odpuzovány.

Porozumění fyzice za tím

Porovnejme základní charakteristiky:

Vlastnost Paramagnetické Diamagnetické
Magnetická odezva Slabé přitahování Slabé odpuzování
Magnetické momenty Nezadané elektrony (celkový moment) Zadané elektrony (žádný celkový moment)
Směr indukce pole Stejný jako vnější pole Opak vnějšího pole
Magnetická susceptibilita Malé a kladné Negativní
Udržuje magnetismus? No No
Příkladové materiály Hliník, titan, kyslík Měď, bismut, křemen

V mé každodenní práci s magnetickými sestavami jsem viděl, jak zákazníci nesprávně vybírají měď (diamagnetická), když očekávali zesílení pole — nakonec to spíše stínilo magnetické pole místo jeho zesílení. Proto je důležité správně zvolit typ.

Který je více magnetický, paramagnetický nebo diamagnetický?

Pokud porovnáme oba, který z nich vykazuje více „magnetismu“?

Paramagnetické materiály jsou více magnetické než diamagnetické, protože jsou přitahovány k vnějším magnetickým polím, zatímco diamagnetické jsou odpuzovány.

Porovnání magnetické síly a využití

Paramagnetické materiály mají nepárové elektrony, které se řadí s magnetickými poli — i když je efekt malý. Toto chování je činí užitečnými v oblastech jako MRI a magnetické senzory.

Diamagnetické materiály naopak odporují magnetickému poli. Vytvářejí pole ve směru opačném, což vede k odpuzování. Tento efekt je ještě slabší, ale je stabilní a předvídatelný — ideální pro magnetickou stínění a experimenty s levitací.

Chování Paramagnetické Diamagnetické
Susceptibilita ~10⁻⁵ až 10⁻³ ~-10⁻⁶ až -10⁻⁵
Odezva na pole Zarovnává se s polem Odpuzuje pole
Typ aplikace Zesiluje magnetické efekty Stíní nebo odpuzuje pole
Použití Kontrastní látky pro MRI, senzory Magnetická levitace, stínění

V jedné aplikaci senzoru pro letectví a kosmonautiku jsem doporučil přechod z mosazi (většinou diamagnetické) na hliník (paramagnetický), aby se dosáhlo jemného, ale konzistentního zvýšení pole. Tato změna zlepšila jasnost signálu o 12%.

Závěr

Diamagnetické materiály odpuzují od magnetických polí; paramagnetické materiály jsou jemně přitahovány. Jeden stíní, druhý zvyšuje. Volba správného může rozhodnout o úspěchu nebo neúspěchu vašeho návrhu.