Діамагнітний проти парамагнітного

Чи знаєте ви, що не всі матеріали поводяться однаково в магнітному полі? Деякі притягуються, інші відштовхуються. Давайте дослідимо чому.

Різниця між діамагнітними та парамагнітними матеріалами полягає у їхній магнітній чутливості та тому, як вони реагують на зовнішні магнітні поля.

Діамагнітний проти парамагнітного

Діамагнітний проти парамагнітного （фото з ChemTalk）

Обидва типи відіграють важливу роль у науці та технологіях — розуміння їхньої поведінки допомагає у виборі матеріалів для магнітів, сенсорів та захисту.

Яка різниця між діамагнітним і парамагнітним магнітним полем?

Ви поміщаєте два матеріали у одне й те саме магнітне поле. Один рухається до нього, інший — від нього. Що відбувається?

Парамагнітні матеріали слабко притягуються до зовнішніх магнітних полів, тоді як діамагнітні — трохи відштовхуються від них.

Розуміння фізики цього процесу

Давайте порівняємо основні характеристики:

Властивість Парамагнітні Діамагнітні
Магнітна реакція Слабке притягання Слабке відштовхування
Магнітні моменти Непарні електрони (загальний момент) Парні електрони (відсутність загального моменту)
Напрямок індукції поля Такий самий, як зовнішнє поле Протилежний зовнішньому полю
Магнітна чутливість Маленький і позитивний Негативний
Зберігає магнетизм? No No
Приклади матеріалів Алюміній, титан, кисень Мідь, бісмут, кварц

У моїй щоденній роботі з магнітними збірками я бачив, як клієнти помилково обирали мідь (діамагнітний), очікуючи посилення поля — натомість вона створювала екранування магнітного поля замість його посилення. Саме тому важливо правильно обирати тип матеріалу.

Який більш магнітний, парамагнітний чи діамагнітний?

Якщо порівнювати ці два, який з них проявляє більше «магнетизму»?

Парамагнітні матеріали більш магнітні, ніж діамагнітні, оскільки вони притягуються до зовнішніх магнітних полів, тоді як діамагнітні відштовхуються.

Порівняння магнітної сили та корисності

Парамагнітні матеріали мають неспарені електрони, які вирівнюються з магнітними полями — хоча й ефект цей малий. Це робить їх корисними у таких сферах, як МРТ та магнітне сенсування.

Діамагнітні матеріали, навпаки, протидіють магнітному полю. Вони створюють поле у протилежному напрямку, спричиняючи відштовхування. Цей ефект ще слабший, але він стабільний і передбачуваний — ідеально підходить для магнітного екранування та експериментів із левітацією.

Поведіка Парамагнітні Діамагнітні
Здатність до магнітної привабливості ~10⁻⁵ до 10⁻³ ~-10⁻⁶ до -10⁻⁵
Відповідь на поле Вирівнюється з полем Протидіє полю
Тип застосунку Підсилює магнітні ефекти Захищає або відштовхує поля
Випадки використання Контрастні агенти для МРТ, датчики Магнітна левітація, екранування

У одному застосунку сенсора для космічних апаратів я рекомендував перейти з латуні (переважно діамагнітної) на алюміній (парамагнітний), щоб досягти тонкого, але стабільного посилення поля. Це покращило чіткість сигналу на 121ТП3Т.

Висновок

Діамагнітні матеріали відштовхуються від магнітних полів; парамагнітні — ніжно притягуються. Одні захищають, інші посилюють. Вибір правильного може зробити або зламати ваш дизайн.