什么叫顺磁性什么又叫超顺磁性(什么是超顺磁性)

生活知识 2023-04-29 11:41生活知识www.zhongliuw.cn

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请问什么是原子的 顺磁性,逆磁性,铁磁性,超磁性, 反铁磁性啊?

物质磁性的分类

1、 抗磁性

当磁化强度M为负时,固体表现为抗磁性.Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这种性质.在外磁场中,这类磁化了的介质内部的磁感应强度小于真空中的磁感应强度M.抗磁性物质的原子(离子)的磁矩应为零,即不存在永久磁矩.当抗磁性物质放入外磁场中,外磁场使电子轨道改变,感生一个与外磁场方向相反的磁矩,表现为抗磁性.所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化.抗磁性物质的抗磁性一般很微弱,磁化率H一般约为-10-5,为负值.

2、 顺磁性

顺磁性物质的主要特征是,不论外加磁场是否存在,原子内部存在永久磁矩.但在无外加磁场时,由于顺磁物质的原子做无规则的热振动,宏观看来,没有磁性;在外加磁场作用下,每个原子磁矩比较规则地取向,物质显示极弱的磁性.磁化强度与外磁场方向一致,

为正,而且严格地与外磁场H成正比.

顺磁性物质的磁性除了与H有关外,还依赖于温度.其磁化率H与绝对温度T成反比.

式中,C称为居里常数,取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小.

顺磁性物质的磁化率一般也很小,室温下H约为10-5.一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子,如过渡元素、稀土元素、钢系元素,还有铝铂等金属,都属于顺磁物质.

3、 铁磁性

对诸如Fe、Co、Ni等物质,在室温下磁化率可达10-3数量级,称这类物质的磁性为铁磁性.

铁磁性物质即使在较弱的磁场内,也可得到极高的磁化强度,而且当外磁场移去后,仍可保留极强的磁性.其磁化率为正值,但当外场增大时,由于磁化强度迅速达到饱和,其H变小.

铁磁性物质具有很强的磁性,主要起因于它们具有很强的内部交换场.铁磁物质的交换能为正值,而且较大,使得相邻原子的磁矩平行取向(相应于稳定状态),在物质内部形成许多小区域——磁畴.每个磁畴大约有1015个原子.这些原子的磁矩沿同一方向排列,假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场,“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态.这种自生的磁化强度叫自发磁化强度.由于它的存在,铁磁物质能在弱磁场下强列地磁化.因此自发磁化是铁磁物质的基本特征,也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在.

铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向,因而自发磁化强度变为0,铁磁性消失.这一温度称为居里点 .在居里点以上,材料表现为强顺磁性,其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律,

式中C为居里常数.

4、 反铁磁性

反铁磁性是指由于电子自旋反向平行排列.在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁矩是同向排列的;在不同子晶格中,电子磁矩反向排列.两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体 .反铁磁性物质大都是非金属化合物,如MnO.

不论在什么温度下,都不能观察到反铁磁性物质的任何自发磁化现象,因此其宏观特性是顺磁性的,M与H处于同一方向,磁化率 为正值.温度很高时,极小;温度降低,逐渐增大.在一定温度 时,达最大值 .称 为反铁磁性物质的居里点或尼尔点.对尼尔点存在 在极低温度下,由于相邻原子的自旋完全反向,其磁矩几乎完全抵消,故磁化率 几乎接近于0.当温度上升时,使自旋反向的作用减弱,增加.当温度升至尼尔点以上时,热骚动的影响较大,此时反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为.

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什么是超顺磁性 超顺磁性是什么

超顺磁性(Superparamagneti *** )是指颗粒小于临界尺寸时具有单畴结构的铁磁物质,在温度低于居里温度且高于转变温度(Block Temperature)时 表现为顺磁性特点,但在外磁场作用下其顺磁性磁化率远高于一般顺磁材料的磁化率,称为超顺磁性。临界尺寸与温度、材料有关,铁磁性转变成超顺磁性的温度常记为TB,称为转变温度。

超顺磁性随磁场的变化关系不存在磁滞现象,这与一般顺磁性相同。但在整个颗粒内存在自发磁化,即各原子磁矩的取向基本一致,只是整体磁矩的取向因受热运动的作用而随时在变化。

在转变温度以下时,颗粒的磁矩沿各向异性的易轴方向取向,故整个材料表现为铁磁性。

超顺磁性定义:

超顺磁性(superparamagneti *** ):如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体,对于每一个颗粒而言,由于磁性原子或离子之间的交换作用很强,磁矩之间将平行取向,而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上,但是颗粒之间由于易磁化方向不同,磁矩的取向也就不同。现今,如果进一步减小颗粒的尺寸即体积,因为总的磁晶各向异性能正比于K1V,热扰动能正比于kT(K1是磁晶各向异性常数,V是颗粒体积,k是玻尔兹曼常数,T是样品的绝对温度),颗粒体积减小到某一数值时,热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当,这样,颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移,整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。从单畴颗粒集合体看,不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向,这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似,但是也不尽相同。因为在正常顺磁体中,每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子,但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言,每个颗粒可能包含了5000个以上的原子,颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性。(superparamagneti *** ):如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体,对于每一个颗粒而言,由于磁性原子或离子之间的交换作用很强,磁矩之间将平行取向,而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上,但是颗粒之间由于易磁化方向不同,磁矩的取向也就不同。现今,如果进一步减小颗粒的尺寸即体积,因为总的磁晶各向异性能正比于K1V,热扰动能正比于kT(K1是磁晶各向异性常数,V是颗粒体积,k是玻尔兹曼常数,T是样品的绝对温度),颗粒体积减小到某一数值时,热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当,这样,颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移,整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。从单畴颗粒集合体看,不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向,这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似,但是也不尽相同。因为在正常顺磁体中,每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子,但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言,每个颗粒可能包含了5000个以上的原子,颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性。

什么是“顺磁性”、“反磁性”、“抗磁性”?

1、顺磁性是指材料对磁场响应很弱的磁性。如用磁化率k=M/H来表示(M和H分别为磁化强度和磁场强度),从这个关系来看,磁化率k是正的,即磁化强度的方向与磁场强度的相同。

2、抗磁性是指一种弱磁性。组成物质的原子中,运动的电子在磁场中受电磁感应而表现出的属性。外加磁场使电子轨道动量矩绕磁场进动,产生与磁场方向相反的附加磁矩,故磁化率k抗为很小的负值。

3、反磁性的磁化率为负值,所有物质都具有反磁性。在外磁场作用下,电子的轨道运动产生附加转动(Larmor进动),动量矩发生变化,产生与外磁场相反的感生磁矩,表现出反磁性。但在含有不成对电子的物质中被顺磁磁化率(比反磁性大1~3个数量级)掩盖。

扩展资料:

从原子结构来看,组成顺磁性物体的原子、离子或分子具有未被电子填满的内壳层,这类材料的原子、离子或分子中存在固有磁矩,因其相互作用远小于热运动能,磁矩的取向无规,使材料不能形成自发磁化。

在经典理论中,磁矩在磁场中可取任意方向。所有这些材料中的原子或离子在磁场作用下所产生的磁矩都很小。

抗磁性的本质是电磁感应定律的反映。外加磁场使电子轨道动量矩发生变化,从而产生了一个附加磁矩,磁矩的方向与外磁场方向相反。在磁场作用下,电子围绕原子核的运动是和没有磁场时的运动一样,但同时叠加了一项轨道平面绕磁场方向的进动,即拉莫尔进动。

在外磁场作用下形成的环形电流在金属的边界上反射,因而使金属体内的抗磁性磁矩为表面 “破折轨道”的反向磁矩抵消,不显示抗磁性。

抗磁性是普遍存在的,它是所有物质在外磁场作用下毫不例外地具有的一种属性。外磁场穿过电子轨道时,引起的电磁感应使轨道电子加速。根据焦耳-楞次定律,由轨道电子的这种加速运动所引起的磁通,总是与外磁场变化相反,因而磁化率k总是负的。

参考资料来源:百度百科——抗磁性

参考资料来源:百度百科——反磁性

参考资料来源:百度百科——顺磁性

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