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Diamagnetismo
Cos'è il diamagnetismo?
Il cosiddetto diamagnetismo, insieme al para- e al ferromagnetismo, descrive diverse proprietà magnetiche della materia. Un materiale paramagnetico, secondo la definizione di diamagnetismo, è attratto solo molto debolmente. La ragione di ciò è dovuta principalmente alla natura degli atomi e alla posizione degli elettroni all'interno di determinati materiali.
Come riconoscere le sostanze diamagnetiche?
Le sostanze diamagnetiche sono facilmente rilevabili da un breve test. Una volta che un materiale non aderisce a un magnete, è considerato non magnetico. Se è anche facilmente respinto da un magnete, è considerato diamagnetico. Il diamagnetismo significa semplicemente che i magneti elementari nel materiale sono opposti al campo esterno, cioè il magnete. Senza un campo magnetico esterno queste sostanze non sono magnetiche.
Proprietà dei materiali diamagnetici
Il diamagnetismo è stato modellato dalla scoperta di Michael Faraday che ogni elemento in natura risponde a specifici campi magnetici. Gli elementi diamagnetici indeboliscono un campo magnetico. Ciò avviene proporzionalmente ed è definito dal principio di misurazione della permeabilità relativa μ_r. Indica il fattore con il quale la densità del flusso magnetico del rispettivo materiale è aumentata o diminuita dalla sua natura. Per i diamagnet è sempre inferiore a 1. A seconda delle proprietà del materiale, ne risulta una diversa suscettibilità alle sostanze. Questo dipende da:
- temperatura del materiale
- stato fisico
- sistema cristallino
- Direzione del rispettivo reticolo cristallino
Inoltre, i materiali diamagnetici associati al paramagnetico, ad esempio, possono causare il diamagnetismo dell'intero oggetto. Ciò dipende dalla composizione e dalla direzione degli elettroni nel materiale, il cosiddetto spin dell'elettrone.
A questo punto si dovrebbe notare che ciascun materiale reagisce inizialmente diamagneticamente. Non appena viene introdotto in un campo magnetico esterno H_0, si verifica la cosiddetta induzione delle correnti circolanti I con momenti magnetici. Questi sono direttamente opposti al campo esterno. Questa proprietà è anche chiamata la regola di Lenz:
Ciò significa che il diamagnet ha una suscettività magnetica leggermente negativa X.
Superconduttore: diamagneti mobili
I cosiddetti superconduttori sono considerati i diamagnet assoluti. Il potere repulsivo di questi elementi è particolarmente forte. Quindi spostano completamente la densità del flusso magnetico all'interno. Di conseguenza, questi materiali possono persino librarsi sopra i magneti. Tuttavia, ciò richiede un campo magnetico particolarmente forte di oltre 15 Tesla in laboratorio. Il diamagnetismo è spesso usato nelle simulazioni di assoluta assenza di gravità sotto l'influenza del campo gravitazionale terrestre.