Διαμαγνητισμός: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας
Χωρίς σύνοψη επεξεργασίας
Γραμμή 1:
[[Αρχείο:Diamagnetic graphite levitation.jpg|thumb|right|Αιώρηση πυρολυτικού άνθρακα]]
 
Τα '''διαμαγνητικά''' ''(diamagnetic)'' υλικά δημιουργούν ένα επαγόμενο [[μαγνητικό πεδίο]] με αντίθετη κατεύθυνση από το εξωτερικά εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο και απωθούνται από το εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο. Η αντίθετη συμπεριφορά επιδεικνύεται από τα παραμαγνητικά υλικά. Ο διαμαγνητισμός είναι ένα φαινόμενο [[κβαντική μηχανική|κβαντικής μηχανικής]] που συμβαίνει σε όλα τα υλικά· όταν είναι η μόνη συνεισφορά στον μαγνητισμό το υλικό λέγεται ''διαμαγνήτης''. Αντίθετα με τους σιδηρομαγνήτες, οι διαμαγνήτες δεν είναι μόνιμοι μαγνήτες. Η [[μαγνητική διαπερατότητα]] τους είναι μικρότερη από μ<sub>0</sub>, τηντη διαπερατότητα του κενού. Στα περισσότερα υλικά ο διαμαγνητισμός είναι ασθενές φαινόμενο, αλλά ένας [[υπεραγωγιμότητα|υπεραγωγός]] απωθεί το μαγνητικό πεδίο πλήρως, εκτός από ένα λεπτό στρώμα στην επιφάνεια.
 
Οι διαμαγνήτες ανακαλύφθηκαν πρώτα από τον [[Σέμπαλντ Γιουστίνους Μπρούγκμανς]] (''Sebald Justinus Brugmans'') το 1778, ο οποίος παρατήρησε ότι το [[βισμούθιο]] και το [[αντιμόνιο]] απωθούνταν από μαγνητικά πεδία. Το 1845, ο [[Μάικλ Φαραντέι]] έδειξε ότι ήταν μια ιδιότητα της ύλης και κατέληξε ότι κάθε υλικό ανταποκρίνεται (είτε με [[διαμαγνητισμός|διαμαγνητικό]] ή με [[παραμαγνητισμός|παραμαγνητικό]] τρόπο) σε ένα εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο. Υιοθέτησε τον όρο ''διαμαγνητισμός'' που του πρότεινε ο [[Ουίλλιαμ Χιούελ|Γουίλιαμ Χίουελ]] (''William Whewell'').<ref>{{cite journal|last1=Jackson|first1=Roland|title=John Tyndall and the Early History of Diamagnetism|journal=Annals of Science|date=21 July 2014|page=4|doi=10.1080/00033790.2014.929743|url=http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/00033790.2014.929743|accessdate=28 October 2014}}</ref>
Γραμμή 42:
Ο διαμαγνητισμός, σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό, είναι μια ιδιότητα όλων των υλικών και συμβάλει πάντα ασθενώς στην απόκριση του υλικού στο μαγνητικό πεδίο. Για υλικά που επιδεικνύουν μια άλλη μορφή μαγνητισμού (όπως [[σιδηρομαγνητισμός|σιδηρομαγνητισμό]] ή παραμαγνητισμό), η διαμαγνητική συνεισφορά γίνεται αμελητέα. Ουσίες που εμφανίζουν κυρίως διαμαγνητική συμπεριφορά ορίζονται ως διαμαγνητικά υλικά, ή διαμαγνήτες.
 
Τα αποκαλούμενα διαμαγνητικά υλικά, είναι αυτά που αποαπό την καθημερινή μας εμπειρία αντιλαμβανόμαστε ως ''μη μαγνητικά'' όπως το [[νερό]], το [[ξύλο]], οι περισσότερες οργανικές ενώσεις όπως το πετρέλαιο και κάποια πλαστικά και πολλά μέταλλα όπως ο [[χαλκός]], και ιδαίτερα τα βαριά μέταλλα με πολλά εσωτερικά ηλεκτρόνια (core electrons), όπως ο [[υδράργυρος]], ο [[χρυσός]] και το [[βισμούθιο]].
 
Οι τιμές της μαγνητικής δεκτικότητας (''magnetic susceptibility'') των διαφόρων μοριακών τμημάτων λέγονται σταθερές του Πασκάλ.
 
Η μαγνητική επιδεκτικότητα ορίζεται ως: {{nowrap|χ<sub>v</sub> {{=}} μ<sub>v</sub> − 1}}.
Γραμμή 63:
 
=== Καμπυλωμένες επιφάνειες νερού ===
Αν ένας ισχυρός μαγνήτης (όπως ένας υπερμαγνήτης καλύπτεται με ένα στρώμα νερού (που είναι λεπτό συγκρινόμενο με τη διάμετρο του μαγνήτη)) τότε το πεδίο του μαγνήτη απωθεί σημαντικά το νερό. Αυτό προκαλεί ένα ελαφρύ κοίλωμα στην επιφάνεια του νερού που μπορεί να ιδωθεί από την ανάκλασή του.<ref>{{cite web|url=http://amasci.com/amateur/neodymium.html#water |title=Neodymium supermagnets: Some demonstrations&mdash;Diamagnetic water |last1=Beatty |first1=Bill |work=Science Hobbyist|year=2005|accessdate=2011-09-01}}</ref><ref>{{cite web|url=http://quit007.deviantart.com/gallery/23787987 |title=Diamagnetism Gallery |work=DeviantART |author=Quit007|year=2011|accessdate=2011-09-01}}</ref>
 
=== Αιώρηση (ανύψωση ή μετεωρισμός) (levitation) ===
[[Αρχείο:Frog diamagnetic levitation.jpg|thumb|Ένας ζωντανός βάτραχος αιωρείται μέσα σε μια κάθετη οπή διαμέτρου 32 ενός σωληνοειδούς Μπίτερ (Bitter solenoid) σε μαγνητικό πεδίο περίπου 16 [[Τέσλα (μονάδα μέτρησης)|T]] στο εργαστήριο υψηλού μαγνητικού πεδίου στο [[Ναϊμέχεν]].<ref>{{cite web|url=http://www.ru.nl/hfml/research/levitation/diamagnetic/ |title=The Frog That Learned to Fly |work=High Field Laboratory |publisher=[[Radboud University Nijmegen]] |year=2011 |accessdate=2011-09-01}}</ref> ]]
 
Οι διαμαγνήτες μπορούν να αιωρούνται σε σταθερή ισορροπία σε ένα μαγνητικό πεδίο, χωρίς κατανάλωση ενέργειας. Το [[θεώρημα του Έρνσο]] (Earnshaw's theorem) φαίνεται να αποκλείει την πιθανότητα της στατικής μαγνητικής αιώρησης. Όμως, το θεώρημα του Έρνσο ισχύει μόνο για αντικείμενα με θετικές επιδεκτικότητες, όπως οι σιδηρομαγνήτες (που έχουν μια μόνιμη θετική ροπή) και οι παραμαγνήτες (που επάγουν μια θετική ροπή). Αυτοί έλκονται στα μέγιστα του πεδίου, που δεν υπάρχουν στον ελεύθερο χώρο. Οι διαμαγνήτες (που επάγουν μια αρνητική ροπή) έλκονται στα ελάχιστα του πεδίου και εκεί μπορεί να υπάρχει ένα ελάχιστο πεδίο σε ελεύθερο χώρο.
 
Ένα λεπτό κομμάτι από πυρολυτικό γραφίτη, που είναι ένα ασυνήθιστα ισχυρό διαμαγνητικό υλικό, μπορεί να είναι σταθερά αιωρούμενο σε ένα μαγνητικό πεδίο, όπως σε αυτό από μόνιμους μαγνήτες σπανίων γαιών. Αυτό μπορεί να γίνεται με όλα τα συστατικά σε θερμοκρασία δωματίου, κάνοντας μια οπτικά ενεργή επίδειξη του διαμαγνητισμού.