Diamagnetno vs Paramagnetno

Ali veš, da se v magnetnem polju ne obnašajo vsi materiali enako? Nekateri se vlečejo noter, drugi odrinjajo stran. Poglejmo, zakaj.

Razlika med diamagnetnimi in paramagnetnimi materiali je v njihovi magnetni susceptibility in načinu, kako se odzivajo na zunanja magnetna polja.

Diamagnetno vs Paramagnetno

Diamagnetno vs Paramagnetno （fotografija iz ChemTalk）

Obe vrsti igrata pomembno vlogo v znanosti in tehnologiji—razumevanje njunega obnašanja pomaga pri izbiri materialov za magnete, senzorje in zaščito.

Kaj je razlika med diamagnetnim in paramagnetnim magnetnim poljem?

Postavite dva materiala v isto magnetno polje. En se premakne proti njemu, drugi stran od njega. Kaj se dogaja?

Paramagnetni materiali so šibko privlačni k zunanjemu magnetnemu polju, medtem ko so diamagnetni materiali rahlo odrinjeni od njega.

Razumevanje fizike za tem

Primerjajmo osnovne značilnosti:

Lastnost Paramagnetno Diamagnetno
Magnetni odziv Šibka privlačnost Šibek odboj
Magnetni momenti Neparni elektroni (neto moment) Parni elektroni (brez neto momenta)
Smer indukcije polja Enako kot zunanji tok Nasprotno od zunanji tok
Magnetna Susceptibilnost Majhno in pozitivno Negativno
Ohranja magnetizem? No No
Primerjalni materiali Aluminij, titan, kisik Kovinski baker, bismut, kvarc

V mojem vsakdanjem delu z magnetnimi sestavi sem opazil, da stranke napačno izberejo baker (dijagnetik), kjer so pričakovale povečanje magnetnega polja—namesto tega je postal zaslon magnetnega polja in ga je začel ščititi. Zato je izbira pravega tipa pomembna.

Kateri je bolj magneten, paramagneten ali dijagneten?

Če primerjamo oba, kateri kaže več 'magnetizma'?

Paramagnetni materiali so bolj magnetni kot dijagnetni, ker so privlačni za zunanja magnetna polja, medtem ko so dijagnetni odbojni.

Primerjava magnetne moči in uporabnosti

Paramagnetni materiali imajo neparne elektrone, ki se uskladijo z magnetnimi polji—čeprav je ta učinek majhen. To vedenje jih naredi uporabne na področjih, kot so MRI in magnetno zaznavanje.

Dijagnetni materiali pa nasprotno, nasprotujejo magnetnemu polju. Ustvarijo polje v nasprotnem smeri, kar vodi do odboja. Ta učinek je še šibkejši, vendar je stabilen in predvidljiv—popoln za magnetno zaščito in levitacijske eksperimente.

Vedenje Paramagnetno Diamagnetno
Sposobnost odziva ~10⁻⁵ do 10⁻³ ~-10⁻⁶ do -10⁻⁵
Odziv na polje Usklajeno s poljem Nasprotuje polju
Vrsta uporabe Povečuje magnetne učinke Ščiti ali odbija polja
Uporaba Kontrastna sredstva za MRI, senzorji Magnetna levitacija, zaščita

V eni aplikaciji senzorja za vesoljsko industrijo sem priporočil prehod iz medenine (večinoma diamagnetna) na aluminij (paramagneten) za dosego subtilne, a dosledne izboljšave polja. Sprememba je izboljšala jasnost signala za 12%.

Zaključek

Diamagnetni materiali se odbijajo od magnetnih polj; paramagnetni materiali se nežno privlačijo. Eden ščiti, drugi izboljšuje. Prava izbira lahko naredi razliko pri vašem dizajnu.