El Diamagnetism es una repulsión débil de un campo magnético. Es una forma de magnetismo que sea exhibido solamente por una sustancia en presencia de un campo magnético externamente aplicado. Resulta de cambios en el movimiento orbital de electrones. La aplicación de un campo magnético crea una fuerza magnética en un electrón móvil bajo la forma de F = B del × del v del Q. Esta fuerza cambia la fuerza centrípeta en el electrón, causándolo a acelerar o retrasar en su movimiento orbital. Esta velocidad cambiada del electrón modifica el momento magnético del orbitario en una dirección que se opone al campo externo.
Considerar dos orbitarios del electrón; uno que gira a la derecha y el otro a la izquierda. Un campo magnético externo en la página hará la fuerza centrípeta en un electrón que gira el aumento a la derecha, haciéndolo acelerar. Que el mismo campo haría la fuerza centrípeta en un electrón que gira la disminución a la izquierda, haciéndolo retrasar. Los electrones orbiting crean los campos magnéticos ellos mismos, y en ambos casos, el cambio en B debido al cambio del electrón en velocidad está en dirección opuesta al campo del external B. Desde el material no tenía original ninguÌn campo magnético neto de su electrones orbiting (porque sus órbitas fueron alineadas adentro las direcciones al azar), el resultado son que el campo inducido de B se opone al campo aplicado de B, y éstos se rechazan.
Todos los materiales demuestran una respuesta diamagnética en un campo magnético aplicado. De hecho, el diamagnetism es un fenómeno muy general, porque todo apareó electrones, incluyendo los electrones de base de un átomo hará siempre una contribución diamagnética débil a la respuesta del material. Sin embargo, para los materiales que demuestran una cierta otra forma de magnetismo (tal como Ferromagnetism o paramagnetismo ), el diamagnetism se domina totalmente. Las sustancias que solamente, o sobre todo, exhiben comportamiento diamagnético se llaman los materiales diamagnéticos, o los diamagnets. Los materiales que reputan diamagnéticos son los que son consideradas generalmente por los no-físicos como " no magnetic", e incluir el agua, la DNA, la mayoría de los compuestos orgánicos tales como petróleo y algunos plásticos, y muchos metales, particularmente los pesados con muchos electrones de base, tales como mercurio, oro y bismuto .
Los materiales diamagnéticos tienen una permeabilidad magnética relativo que sea menos de 1, así una susceptibilidad magnética que sea menos de 0, y por lo tanto son rechazados por campos magnéticos. Sin embargo, puesto que el diamagnetism es una característica tan débil sus efectos no son observables en vida diaria. Por ejemplo, la susceptibilidad magnética de diamagnets tales como agua es \ \ chi_ {v} del = −9.05×10−6. El material lo más fuerte posible diamagnético es el bismuto, \ \ chi_ {v} del = −166×10−6, aunque el grafito pirolítico pueda tener una susceptibilidad del \ \ chi_ {v} del = −400×10−6 en un plano. Sin embargo estos valores son órdenes de las magnitudes más pequeñas que el magnetismo exhibido por los paramagnetos y los ferromagnets.
Los superconductores se pueden considerar para ser diamagnets perfectos (\ \ chi_ {v} del = −1), puesto que expelen todos los campos de su interior debido al efecto de Meissner .
Además, todos los conductores exhiben un diamagnetism eficaz cuando se mueven a través de un campo magnético. La fuerza de Lorenz en electrones los hace circular alrededor de formar las corrientes de Foucault . Las corrientes de Foucault entonces producen un campo magnético inducido que se oponga al campo aplicado, resistiendo los conductores indican.
Historia
En el 1778 S. Brugmans era la primera persona para observar que el bismuto y el antimonio fueron rechazados por campos magnéticos. Sin embargo, el " del término; " del diamagnetism del ; fue acuñado por el Michael Faraday en septiembre de 1845, cuando él realizó que todos los materiales en naturaleza poseyeron una cierta forma de respuesta diamagnética a un campo magnético aplicado.
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Un fenómeno particularmente fascinador que implica los diamagnets es que pueden levitated en equilibrio estable en un campo magnético, sin el consumo de energía. El teorema de Earnshaw parece imposibilitar la posibilidad de la levitación magnética estática. Sin embargo, la teoría de Earnshaw se aplica solamente a los objetos con el permanente m de los momentos, tal como ferromagnets, cuya energía magnética es dada por el m · B . Ferromagnets se atrae a los máximos del campo, que no existen en espacio libre. El Diamagnetism es una forma inducida de magnetismo, así el momento magnético es proporcional al aplicado B del campo. Esto significa que la energía magnética de diamagnets es proporcional al B ², la intensidad del campo magnético. Los Diamagnets también se atraen a los mínimos del campo, y puede haber un mínimo en el B ² en el espacio libre (de hecho ).
Una rebanada fina de grafito pirolítico, que es un material diamagnético inusualmente fuerte, se puede flotar estable en un campo magnético, tal como eso de los imanes permanentes raros de la tierra . Esto se puede hacer con todos los componentes en la temperatura ambiente, haciendo una demostración visualmente eficaz de diamagnetism.
La universidad Nimega, los Países Bajos de Radboud, ha conducido los experimentos donde el agua y otras sustancias levitated con éxito. Lo más espectacular posible, una rana viva (véase la figura) levitated.
Los experimentos recientes con estudiar el crecimiento de los cristales de la proteína han llevado a una técnica que utiliza los imanes de gran alcance para permitir crecimiento en las maneras que contrarían la gravedad de la tierra.
Un dispositivo hecho en casa simple se puede construir fuera de las placas del bismuto y de algunos imanes permanentes que levitate un imán permanente.
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