Diamagnetik berbanding Paramagnetik

Adakah anda tahu bahawa tidak semua bahan berkelakuan sama dalam medan magnet? Ada yang tertarik ke dalam, ada yang didorong menjauh. Mari kita terokai mengapa.

Perbezaan antara bahan diamagnetik dan paramagnetik terletak pada kepekaan magnetiknya dan bagaimana mereka bertindak balas terhadap medan magnet luaran.

Diamagnetik berbanding Paramagnetik

Diamagnetik berbanding Paramagnetik （gambar dari ChemTalk）

Kedua-dua jenis memainkan peranan penting dalam sains dan teknologi—memahami tingkah laku mereka membantu dalam pemilihan bahan untuk magnet, sensor, dan pelindung.

Apakah perbezaan antara medan magnet diamagnetik dan paramagnetik?

Anda meletakkan dua bahan dalam medan magnet yang sama. Salah satu bergerak ke arahnya, yang lain menjauh. Apa yang sedang berlaku?

Bahan paramagnetik tertarik secara lemah kepada medan magnet luaran, manakala bahan diamagnetik sedikit ditolak oleh mereka.

Memahami fizik di sebaliknya

Mari kita bandingkan ciri-ciri asas:

Sifat Paramagnetik Diamagnetik
Respons Magnet Tarikan lemah Tolakan lemah
Moment Magnet Elektron tidak berpasangan (moment bersih) Elektron berpasangan (tiada moment bersih)
Arah Induksi Medan Sama seperti medan luaran Berlainan dengan medan luaran
Keterdedahan Magnetik Kecil dan positif Negatif
Menahan Magnetisme? No No
Contoh Bahan Aluminium, titanium, oksigen Tembaga, bismut, kuarza

Dalam kerja harian saya dengan pemasangan magnet, saya pernah melihat pelanggan tersilap memilih tembaga (diamagnetik) di mana mereka menjangkakan peningkatan medan—ia akhirnya melindungi medan magnet tersebut daripada menguatkan. Sebab itulah memilih jenis yang betul adalah penting.

Yang mana lebih magnetik, paramagnetik, atau diamagnetik?

Jika kita bandingkan kedua-duanya, yang mana menunjukkan lebih banyak “magnetisme”?

Bahan paramagnetik lebih magnetik daripada bahan diamagnetik kerana mereka tertarik kepada medan magnet luaran, manakala bahan diamagnetik ditolak.

Perbandingan kekuatan magnet dan kegunaan

Bahan paramagnetik mempunyai elektron tidak berpasangan, yang sejajar dengan medan magnet—walaupun kesannya kecil. Tingkah laku ini menjadikannya berguna dalam bidang seperti MRI dan pengesanan magnetik.

Bahan diamagnetik, sebaliknya, menentang medan magnet. Mereka mencipta medan dalam arah yang bertentangan, menyebabkan penolakan. Kesan ini lebih lemah, tetapi stabil dan boleh diramalkan—sempurna untuk perlindungan magnet dan eksperimen levitasi.

Tingkah laku Paramagnetik Diamagnetik
Kecenderungan ~10⁻⁵ hingga 10⁻³ ~10⁻⁶ hingga -10⁻⁵
Respons Medan Sejajar dengan medan Menentang medan
Jenis Aplikasi Menguatkan kesan magnet Perisai atau menolak medan
Kegunaan Bahan kontras MRI, sensor Levitasi magnetik, perlindungan

Dalam satu aplikasi sensor aeroangkasa, saya mencadangkan beralih dari kuningan (kebanyakannya diamagnetik) kepada aluminium (paramagnetik) untuk mencapai peningkatan medan yang halus tetapi konsisten. Perubahan ini meningkatkan kejelasan isyarat sebanyak 12%.

Kesimpulan

Bahan diamagnetik menolak dari medan magnet; bahan paramagnetik akan ditarik perlahan-lahan. Satu melindungi, satu lagi meningkatkan. Memilih yang tepat boleh menentukan kejayaan atau kegagalan reka bentuk anda.