ไดอะแมกนีติก กับ พาราแมกนีติก

คุณรู้ไหมว่าไม่ใช่วัสดุทุกชนิดจะมีพฤติกรรมเหมือนกันในสนามแม่เหล็ก? บางชนิดถูกดึงดูดเข้าไป ขณะที่บางชนิดถูกผลักออกมา ลองมาสำรวจเหตุผลกันเถอะ

ความแตกต่างระหว่างวัสดุแม่เหล็กดูดซับและวัสดุแม่เหล็กเป็นกลางอยู่ที่ความสามารถในการดูดซับแม่เหล็กและวิธีที่พวกมันตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กภายนอก

ไดอะแมกนีติก กับ พาราแมกนีติก

ไดอะแมกนีติก กับ พาราแมกนีติก （ภาพจาก ChemTalk）

ทั้งสองประเภทมีบทบาทสำคัญในวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี—ความเข้าใจพฤติกรรมของพวกมันช่วยในการเลือกวัสดุสำหรับแม่เหล็ก เซ็นเซอร์ และการป้องกันสนามแม่เหล็ก

ความแตกต่างระหว่างสนามแม่เหล็กดูดซับและสนามแม่เหล็กเป็นกลางคืออะไร?

คุณวางวัสดุสองชนิดในสนามแม่เหล็กเดียวกัน หนึ่งเคลื่อนเข้าหามัน อีกหนึ่งเคลื่อนออกไป เกิดอะไรขึ้น?

วัสดุแม่เหล็กเป็นกลางถูกดูดซับโดยสนามแม่เหล็กภายนอกในระดับอ่อน ในขณะที่วัสดุแม่เหล็กดูดซับเป็นกลางถูกผลักออกเล็กน้อย

เข้าใจฟิสิกส์เบื้องหลังมัน

มาลองเปรียบเทียบลักษณะพื้นฐานกันเถอะ:

คุณสมบัติ พาราแม่เหล็ก ไดอะแมกเนติก
ปฏิกิริยาแม่เหล็ก แรงดึงดูดอ่อน แรงผลักดันอ่อน
โมเมนต์แม่เหล็ก อิเล็กตรอนที่จับคู่แล้ว (โมเมนต์สุทธิ) อิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ (ไม่มีโมเมนต์สุทธิ)
ทิศทางการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก เหมือนกับสนามภายนอก ตรงข้ามกับสนามภายนอก
ความไวต่อแม่เหล็ก เล็กและบวก เชิงลบ
ยังคงมีแม่เหล็กอยู่ไหม? No No
วัสดุตัวอย่าง อลูมิเนียม, ไทเทเนียม, ออกซิเจน ทองแดง, บิสมัท, ควอตซ์

ในการทำงานประจำวันของฉันกับการประกอบแม่เหล็ก ฉันเคยเห็นลูกค้าทำการเลือกทองแดง (ไดอาแมกเนติก) ผิดพลาดในขณะที่คาดหวังให้เกิดการเสริมสนามแม่เหล็ก — มันกลับกลายเป็นการป้องกันสนามแม่เหล็กแทนที่จะขยายมัน นั่นคือเหตุผลที่การเลือกชนิดที่ถูกต้องมีความสำคัญ

วัสดุชนิดใดที่มีแม่เหล็กมากกว่ากัน ระหว่างพาราแมกเนติก หรือ ไดอาแมกเนติก?

ถ้าเปรียบเทียบทั้งสองชนิด อันไหนแสดงแม่เหล็กมากกว่ากัน?

วัสดุพาราแมกเนติกมีแม่เหล็กมากกว่าวัสดุไดอาแมกเนติก เพราะมันถูกดูดเข้าหาสนามแม่เหล็กภายนอก ในขณะที่วัสดุไดอาแมกเนติกจะถูกผลักออก

เปรียบเทียบความแรงของแม่เหล็กและการใช้งาน

วัสดุพาราแมกเนติกมีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ ซึ่งจะเรียงตัวตามสนามแม่เหล็ก — ถึงแม้ว่าผลกระทบจะเล็กก็ตาม พฤติกรรมนี้ทำให้พวกมันมีประโยชน์ในด้านต่าง ๆ เช่น การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) และการตรวจจับแม่เหล็ก

วัสดุไดอาแมกเนติกในทางตรงกันข้าม ต่อต้านสนามแม่เหล็ก พวกมันสร้างสนามในทิศทางตรงกันข้าม ทำให้เกิดการผลักออก ผลกระทบนี้อ่อนกว่า แต่มีความเสถียรและสามารถทำนายได้ดี — เหมาะสำหรับการป้องกันสนามแม่เหล็กและการทดลองลอยตัว

พฤติกรรม พาราแม่เหล็ก ไดอะแมกเนติก
ความไวต่อสนามแม่เหล็ก ~10⁻⁵ ถึง 10⁻³ ~-10⁻⁶ ถึง -10⁻⁵
การตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก จัดแนวไปตามสนาม ต่อต้านสนาม
ประเภทการใช้งาน เสริมผลกระทบของแม่เหล็ก ป้องกันหรือผลักสนามแม่เหล็ก
กรณีใช้งาน สารตัวเติม MRI, เซ็นเซอร์ การลอยตัวแม่เหล็ก, การกันแม่เหล็ก

ในหนึ่งในการใช้งานเซ็นเซอร์อวกาศ ฉันแนะนำให้เปลี่ยนจากทองเหลือง (ส่วนใหญ่เป็นแม่เหล็ก diamagnetic) เป็นอลูมิเนียม (แม่เหล็ก paramagnetic) เพื่อให้ได้การเสริมสนามที่ละเอียดแต่สม่ำเสมอ การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยปรับปรุงความชัดเจนของสัญญาณขึ้น 12%

บทสรุป

วัสดุ diamagnetic ผลักออกจากสนามแม่เหล็ก; วัสดุ paramagnetic ดึงดูดอย่างอ่อนโยน การเลือกใช้อย่างถูกต้องสามารถสร้างหรือทำลายการออกแบบของคุณได้