• 抗磁性

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    抗磁性

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    反磁性材料磁場排斥; 施加的磁場會在它們中產生相反方向的感應磁場,從而產生排斥力。 相反,順磁性鐵磁性材料會被磁場吸引。 抗磁性是一種發生在所有材料中的量子力學效應; 當它是對磁性的xxx貢獻時,該材料稱為抗磁性。 在順磁性和鐵磁性物質中,弱的反磁力被材料中磁偶極子的吸引力所克服。 反磁性材料的磁導率小于真空磁導率μ0。 在大多數材料中,抗磁性是一種微弱的效應,只能通過敏感的實驗室儀器檢測到,但超導體充當強抗磁體,因為它完全排斥其內部的磁場。

    當 Anton Brugmans 在 1778 年觀察到鉍被磁場排斥時,首次發現了抗磁性。 1845 年,邁克爾·法拉第 (Michael Faraday) 證明這是物質的一種特性,并得出結論,每種材料都會對施加的磁場做出響應(以抗磁或順磁方式)。 在 William Whewell 的建議下,法拉第首先將這種現象稱為抗磁性(前綴 dia- 意思是穿過或穿過),然后將其改為抗磁性。

    化學中使用一個簡單的經驗法則來確定粒子(原子離子分子)是順磁性還是抗磁性:如果粒子中的所有電子都配對,則由該粒子構成的物質是抗磁性的; 如果它有不成對的電子,則該物質是順磁性的。

    材料

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    抗磁性是所有材料的屬性,對材料對磁場的響應總是起著微弱的作用。 然而,其他形式的磁性(例如鐵磁性或順磁性)要強得多,以至于當材料中存在多種不同形式的磁性時,抗磁性的貢獻通常可以忽略不計。 抗磁性行為影響xxx的物質稱為抗磁性材料或抗磁體。 抗磁材料是一些人通常認為非磁性的材料,包括水、木材、大多數有機化合物(如石油和一些塑料)以及包括銅在內的許多金屬,尤其是具有許多核心電子的重金屬,如汞、 金和鉍。 各種分子碎片的磁化率值稱為帕斯卡常數。

    反磁性材料,如水或水基材料,具有小于或等于 1 的相對磁導率,因此磁化率小于或等于 0,因為磁化率定義為 χv = μv ? 1。這 意味著反磁性材料被磁場排斥。 然而,由于抗磁性是一種非常微弱的特性,其影響在日常生活中是觀察不到的。 例如,水等反磁鐵的磁化率是 χv = ?9.05×10?6。 xxx的抗磁性材料是鉍,χv = ?1.66×10?4,盡管熱解碳在一個平面上的磁化率可能為 χv = ?4.00×10?4。 然而,這些值比順磁體和鐵磁體表現出的磁性小幾個數量級。 因為 χv 是從內部磁場與外加磁場的比值導出的,所以它是一個無量綱值。

    在極少數情況下,反磁貢獻可能強于順磁貢獻。 金的情況就是這樣,它的磁化率小于 0(因此根據定義是抗磁性材料),但是當用 X 射線磁性圓二色性仔細測量時,它具有極弱的順磁貢獻,被更強的 抗磁貢獻。

    超導體

    超導體可以被認為是完美的抗磁體 (χv = ?1),因為由于邁斯納效應,它們會排除所有磁場(薄表面層除外)。

    演示

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    彎曲的水面

    如果強大的磁鐵(例如超磁鐵)覆蓋有一層水(與磁鐵的直徑相比很薄),那么磁鐵的磁場會顯著排斥水。

    抗磁性

    這會導致水面出現輕微的凹痕,可以通過其表面的反射看到。

    懸浮

    抗磁體可以在磁場中以穩定的平衡狀態懸浮,沒有功耗。 恩肖定理似乎排除了靜磁懸浮的可能性。 然而,恩肖定理僅適用于具有正磁化率的物體,例如鐵磁體(具有xxx正磁矩)和順磁體(產生正磁矩)。 它們被自由空間中不存在的場xxx值所吸引。 抗磁體(引起負力矩)被吸引到場極小值,并且自由空間中可能存在場極小值。

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    詞條目錄
    1. 抗磁性
    2. 材料
    3. 超導體
    4. 演示
    5. 彎曲的水面
    6. 懸浮

    輕觸這里

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