Диамагнетики

Диамагнетики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. В присутствии внутреннего магнитного поля диамагнетики магнитны. Под действием внешнего магнитного поля любой атом (диамагнетика и нет) приобретает дополнительный магнитный момент I (а каждая единица объёма — намагниченность M), пропорциональный магнитной индукции B и направленную навстречу полю. Поэтому магнитная восприимчивость ${\displaystyle \chi }$ = M/H у диамагнетиков всегда отрицательна. По абсолютной величине диамагнитная восприимчивость ${\displaystyle \chi }$ мала и сильно зависит как от напряжённости магнитного поля, так и от температуры.

Пиролитический углерод, парящий над неодимовым магнитом

Другими словами, магнитная проницаемость ${\displaystyle \mu \lesssim 1}$ и слабо зависит как от напряжённости магнитного поля, так и от температуры.

История

В 1770ых годах Бругманс заметил, что висмут отталкивается магнитным полем, а в 1827 году А. А. Беккерель описал отталкивание для сурьмы.^[1] Термин «диамагнетизм» был введён Майклом Фарадеем позже.^[1]

Вещества-диамагнетики

Отталкивание деревянной зубочистки от неодимового магнита

Магнитная восприимчивость некоторых диамагнетиков (в нормальных условиях)

Вещество	Магнитная восприимчивость[2][3], ${\displaystyle \chi }$·106
Вода (жидкая), Н2O	−13,0
Нафталин, С10Н8	−91,8
Висмут, Bi, металл	−284,0
Графит, С	-85[4]

К диамагнетикам относятся инертные газы, азот, водород, кремний, фосфор, висмут, цинк, медь, золото, серебро, а также многие другие, как органические, так и неорганические, соединения. Человек в магнитном поле ведет себя как диамагнетик.

Диамагнитная левитация

Живая лягушка левитирует в магнитном поле ~16 Тесла (NHFML) Смотреть видео

Диамагнитная левитация имеет ту же природу, что и эффект Мейснера (полное вытеснение магнитного поля из материала), она наблюдается при гораздо более сильных полях, но зато не требует предварительного охлаждения. Некоторые опыты доступны любителям. Например, редкоземельный магнит с индукцией около 1 Тл может висеть между двумя плитами висмута^[5][6][7]. В поле с индукцией 11 Тл можно стабилизировать и удерживать маленький магнит в воздухе между пальцами, не касаясь его^[8].

Примечания

1. Кудрявцев П.С., Конфедератов И.Я. История физики и техники -- москва - 1960 - с.355
2. См. некоторые значения в таблице статьи БСЭ
3. Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия (т. 1—2); Большая Российская энциклопедия (т. 3—5), 1988—1999. — ISBN 5-85270-034-7.
4. Т.Л. Макарова. Магнитные свойства углеродных структур (рус.) // Физика и техника полупроводников, 2004, том 38, вып. 6 : Сборник статей. — 2003. — № УДК 621.315.592. — С. 644, диаграмма №3. — ISSN http://elibrary.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/ioffe/ftp/2004/06/ftp3806_01.pdf. Архивировано 21 января 2022 года.
5. Опыты по магнитной левитации (финский язык)  (неопр.). Дата обращения: 7 декабря 2010. Архивировано 15 февраля 2012 года.
6. avi-видео запись «левитации» магнита между двух блоков висмута  (неопр.). Дата обращения: 7 декабря 2010. Архивировано 15 февраля 2012 года.
7. MPEG-1 видео запись левитации магнита между двух блоков висмута  (неопр.). Дата обращения: 7 декабря 2010. Архивировано 15 февраля 2012 года.
8. Diamagnetically stabilized magnet levitation  (неопр.). Дата обращения: 7 декабря 2010. Архивировано 3 июня 2016 года.

Ссылки

• [bse.sci-lib.com/article072348.html Диамагнетики] — статья из Большой советской энциклопедии
• Хёрд К. М. — Многообразие видов магнитного упорядочения в твёрдых телах
• Diamagnetically stabilized magnet levitation
• Видеоролик с демонстрацией свойств диамагнетиков
• Свойства диамагнетиков