Diamágneses vs paramágneses

Tudja, hogy nem minden anyag viselkedik ugyanúgy egy mágneses térben? Néhányat behúz, másokat eltaszít. Nézzük meg, miért.

A diamágneses és paramágneses anyagok közötti különbség a mágneses susceptibilitásukban és abban, hogyan reagálnak külső mágneses térre.

Diamágneses vs paramágneses

Diamágneses vs paramágneses （kép a ChemTalk-tól）

Mindkét típus alapvető szerepet játszik a tudományban és a technológiában—viselkedésük megértése segít az anyagok kiválasztásában mágnesekhez, érzékelőkhöz és árnyékoláshoz.

Mi a különbség a diamágneses és paramágneses mágneses tér között?

Két anyagot helyez el ugyanabba a mágneses térbe. Az egyik felé mozog, a másik elfelé. Mi történik?

A paramágneses anyagok gyengén vonzódnak a külső mágneses térhez, míg a diamágneses anyagokat kissé taszítja.

A mögöttes fizika megértése

Hasonlítsuk össze az alapvető jellemzőket:

Tulajdonság Paramágneses Diamágneses
Mágneses válasz Gyenge vonzás Gyenge taszítás
Mágneses momentumok Páratlan elektronok (nettó momentum) Páros elektronok (nettó momentum nélkül)
Tér indukció iránya Ugyanaz, mint a külső tér Ellentétes a külső térrel
Mágneses hajlam Kicsi és pozitív Negatív
Megőrzi a mágnesességet? No No
Példák anyagokra Alumínium, titán, oxigén Réz, bismut, kvarc

A mindennapi munkámban mágneses szerkezetekkel láttam, hogy ügyfelek tévesen választanak rézet (diamagnetikus), ahol a mágneses erősítésre számítottak – végül inkább árnyékolta a mágneses mezőt, mintsem erősítette volna. Ezért fontos a megfelelő típus kiválasztása.

Melyik mágnesesebb, a paramágneses vagy a diamágneses?

Ha összehasonlítjuk őket, melyik mutat több „mágnesességet”?

A paramágneses anyagok mágnesesebbek, mint a diamágnesesek, mert vonzódnak a külső mágneses mezőkhöz, míg a diamágnesesek taszítják azokat.

Mágneses erő és hasznosság összehasonlítása

A paramágneses anyagoknak páratlan elektronjaik vannak, amelyek igazodnak a mágneses mezőkhöz – bár a hatás kicsi. Ez a viselkedés hasznos az olyan területeken, mint az MRI és mágneses érzékelés.

A diamágneses anyagok viszont ellenállnak a mágneses mezőnek. Olyan mezőt hoznak létre, amely ellentétes irányú, így taszítanak. Ez a hatás még gyengébb, de stabil és kiszámítható – tökéletes mágneses árnyékoláshoz és lebegtetési kísérletekhez.

Viselkedés Paramágneses Diamágneses
Susceptibilitás ~10⁻⁵-től 10⁻³-ig ~-10⁻⁶-tól -10⁻⁵-ig
Mezőválasz Igazodik a mezőhöz Ellenzik a mezőt
Alkalmazási típus Mágneses hatások erősítése Árnyékol vagy taszít a mezőket
Alkalmazási területek MRI kontraszszerek, érzékelők Mágneses lebegtetés, árnyékolás

Egy űrkutatási érzékelő alkalmazásban javasoltam a sárgaréz (főként diamágneses) anyagról alumíniumra (paramágneses) váltást, hogy finom, de következetes mezőerősítést érjünk el. A változtatás 12% jelzésszélesség növekedést eredményezett.

Következtetés

Diamágneses anyagok taszítják a mágneses mezőket; paramágneses anyagok finoman vonzódnak hozzájuk. Az egyik árnyékol, a másik erősít. A megfelelő kiválasztása döntő lehet a tervezés sikerében.