主な違い–反磁性、常磁性、強磁性

反磁性、常磁性、および強磁性は、さまざまな材料が磁場にどのように反応するかを指します。 NS 主な違い 反磁性、常磁性、強磁性の間には、 反磁性 磁性のタイプを指します 外部磁場に対抗して形成され、外部磁場が除去されると消えます; 常磁性 磁気のタイプを指します 外部磁場の方向に沿って形成され、外部磁場が除去されると消えます; 強磁性 材料の磁性のタイプを指します 外部磁場の方向に沿って形成され、外部磁場が除去されても残ることができます.

磁性の起源

量子力学では、電子は 角運動量。ここでいう「角運動量」は量子力学的性質ですが、物体が回転運動している場合に角運動量を持つ古典物理学の角運動量に類似していると考えることができます。

電子は2種類の角運動量を示します。 スピン角運動量 と 軌道角運動量. スピン角運動量 は、電荷や質量など、電子の固有の特性です。 軌道角運動量 電子が原子の中にあるときに持つ特性です。あります 磁気モーメント これらの角運動量のそれぞれに関連付けられています。磁気モーメントは、電子が磁場に置かれたときに力を発生させる特性です。

磁気モーメント（

）スピン角運動量による（

） によって与えられます：

どこ

と

それぞれ電子の電荷と質量です。

同様に、磁気モーメント（

）軌道角運動量による（

） によって与えられます：

反磁性とは

すべての材料は反磁性です。反磁性は、3つの異なるタイプの磁性の中で最も弱いものです。したがって、材料が常磁性または強磁性である場合、その反磁性効果はこれらの他の2つのタイプの磁性によってマスクされます。反磁性材料では、材料内の個々の電子のそれぞれの磁気モーメントが相殺されます。反磁性材料が磁場の下に置かれると、その材料は外部磁場に対抗する磁場を生成します。その結果、材料は外部フィールドによってはじかれます。たとえば、下の図は、強い磁場を使って浮揚させた生きたカエルを示しています。ここで、カエルの体は反磁性を示しています。

反磁性により、カエルは磁場を発生させ、外部磁場をはじきます。したがって、それは「浮く」。

常磁性とは

原子が不対電子を持っている材料では、個々の電子の磁気モーメントが完全に相殺できないため、原子には結果として生じる磁気モーメントが残ります。ただし、原子の磁気モーメントはランダムな方向に整列しているため、材料全体が磁性を発揮しません。しかし、そのような材料が外部磁場に置かれると、個々の原子の磁気モーメントが外部磁場と整列し、材料が磁化されるようになります。常磁性材料によって生成される磁場は、外部磁場と同じ方向を指します。材料は、外部磁場内にある場合にのみ磁性を示します。外部磁場がオフになっている場合、材料はその磁化を失います。常磁性材料には、液体酸素と特定の金属が含まれます。以下のビデオは、液体酸素の常磁性を示しています。

強磁性とは何ですか

強磁性体を構成する原子は、原子内に不対電子を持っているため、各原子には正味の磁気モーメントがあります。近くの原子の磁気モーメントは整列する傾向があり、異なる領域を作成します（ ドメイン）個々の原子による磁気モーメントが整列している材料内。ただし、ドメインが異なれば、磁気モーメントが異なる方向を向いている可能性があります。強磁性体が外部磁場内に配置されると、磁場内の異なるドメインはすべて外部磁場と整列します。

外部磁場の強さが増加するにつれて、異なる磁区の磁気モーメントが外部磁場とどのように整列するか。

外部磁場が除去されても、材料はその磁化を保持することができます。強磁性体には、鉄、コバルト、ニッケル、およびそれらの合金が含まれます。

反磁性、常磁性、強磁性の違い

個々の原子の磁気モーメント

の 反磁性 材料では、個々の原子には正味の磁気モーメントがありません。

の 常磁性 と 強磁性 材料では、各原子には独自の磁気モーメントがあります。

外部磁場での挙動

反磁性 材料は、外部磁場とは反対の方向に磁場を整列させます。

常磁性および強磁性 材料は、外部磁場と同じ方向に磁場を整列させます。

磁性の保持

反磁性 と 常磁性 外部磁場が除去されると、材料は磁化を失います。

強磁性 材料は、外部磁場が除去された場合でも磁化を保持できます。

画像提供

ウィキメディアコモンズ経由のLijnisNelemans（英語版ウィキペディア）[CC BY-SA 3.0]による「ナイメーヘン強磁場実験所の約16テスラの磁場で、ビターソレノイドのØ32mm垂直ボア内に生きているカエルが浮かんでいます」

スペイン語版ウィキペディアの4lexによる「Esquemadedominiosmagnéticosdeunferromagnetoalineándoseconuncampocreciente…」（es.wikipediaからCommonsに転送）[CC BY-SA 3.0]、ウィキメディアコモンズ経由