Поведение вещества в магнитном поле. парамагнетики и диамагнетики
Поведение вещества в магнитном поле зависит от того, обладают его атомы магнитным моментом или приобретают его, будучи внесены в магнитное поле. Первые вещества называются парамагнетиками, вторые — диамагнетиками.
Магнитный момент атома связан с моментом импульса входящих в него электронов. На систему, обладающую магнитным моментом, во внешнем магнитном поле действует момент сил, стремящийся развернуть систему так, чтобы ее магнитный момент стал параллелен вектору индукции поля (именно поэтому стрелка компаса указывает на север).
Атомы парамагнетиков обладают магнитным моментом (их можно уподобить элементарным магнитикам), однако в отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты атомов ориентированы хаотично, так что суммарный магнитный момент любого элемента объема тела в среднем равен нулю. В таком состоянии тело заметного магнитного поля не создает.
При внесении во внешнее магнитное поле парамагнетик намагничивается (приобретает магнитный момент) за счет того, что магнитные моменты атомов под действием магнитного поля ориентируются преимущественно в направлении магнитного поля. Степень намагничивания тем больше, чем сильнее внешнее поле.
Парамагнетик втягивается в магнитное поле (его магнитный момент всегда параллелен вектору индукции внешнего поля) и усиливает внешнее поле своим собственным полем.
Атомы диамагнетика не имеют сами по себе магнитного момента, но приобретают его при внесении в магнитное поле, причем этот приобретенный магнитный момент направлен всегда против поля. Это довольно тонкий эффект, связанный с тем, что магнитные моменты отдельных электронов в атоме, связанные с их орбитальным движением, прецессируют под действием магнитного поля (описывают коническую поверхность вокруг направления магнитного поля, подобно тому, как ось волчка вычерчивает коническую поверхность вокруг вертикали).
За счет прецессии электрон приобретает дополнительный магнитный момент, направленный против поля. Диамагнетик намагничивается «против шерсти» и поэтому всегда выталкивается из поля (и ослабляет внешнее поле своим собственным полем).
Из твердых тел к парамагнетикам относятся, например, эбонит, алюминий, платина, к диамагнетикам — медь, каменная соль, висмут.
