دیامغناطیس و پارامغناطیس
حتی بدون نظم مغناطیسی، مواد به میدان اعمالشده پاسخ میدهند: دیامغناطیسها از طریق جریانهای القایی به طور ضعیفی با آن مخالفت میکنند، در حالی که پارامغناطیسها با همراستا شدن جزئی گشتاورهای موجود خود، به سمت میدان کشیده میشوند.
Definition
دیامغناطیس یک مغناطش ضعیف و مستقل از دما است که با میدان اعمالشده مخالفت میکند و از تغییرات ناشی از میدان در حرکت مداری الکترونیکی سرچشمه میگیرد؛ پارامغناطیس یک مغناطش موازی با میدان است که توسط همراستا شدن جزئی گشتاورهای مغناطیسی اتمی یا الکترونهای رسانش از پیش موجود تولید میشود.
Scope
این موضوع به پاسخهای مغناطیسی غیرهمکارانه ماده میپردازد: دیامغناطیس لانژون و لارمور ناشی از جریانهای مداری القایی، پارامغناطیس کوری گشتاورهای موضعی که از قانون کوری پیروی میکنند، و پارامغناطیس پائولی الکترونهای رسانش که توسط چگالی حالتها در سطح فرمی تعیین میشود، همراه با دیامغناطیس لاندائو گاز الکترونی. این موضوع، پذیرفتاری مغناطیسی و وابستگی آن به دما را به عنوان خط مبنایی که نظم مغناطیسی ناشی از تبادل از آن منحرف میشود، تعیین میکند.
Core questions
- چگونه جریانهای مداری القایی به هر مادهای پاسخ دیامغناطیسی میدهند؟
- چرا پذیرفتاری پارامغناطیسی گشتاورهای موضعی از قانون کوری به نسبت معکوس دما پیروی میکند؟
- چرا پارامغناطیس پائولی الکترونهای رسانش تقریباً مستقل از دما است؟
- چگونه مشارکتهای مختلف با هم ترکیب میشوند تا پذیرفتاری اندازهگیری شده یک جامد واقعی را ارائه دهند؟
Key concepts
- پذیرفتاری مغناطیسی
- دیامغناطیس لارمور و لانژون
- پارامغناطیس قانون کوری گشتاورهای موضعی
- پارامغناطیس پائولی الکترونهای رسانش
- دیامغناطیس لاندائو گاز الکترونی
Key theories
- قانون کوری پارامغناطیس
- برای گشتاورهای مغناطیسی موضعی غیرتعاملی، رقابت بین همراستایی میدان و بینظمی حرارتی، پذیرفتاریای را به نسبت معکوس دما میدهد که همان قانون کوری است و رفتار حدی بالای هر گذار نظم مغناطیسی محسوب میشود.
- پارامغناطیس پائولی
- در یک فلز، تنها الکترونهای رسانش نزدیک سطح فرمی میتوانند در یک میدان دوباره جهتگیری کنند، بنابراین پذیرفتاری پارامغناطیسی آنها توسط چگالی حالتها در سطح فرمی تعیین میشود و تقریباً مستقل از دما است، برخلاف پاسخ کوری گشتاورهای موضعی.
Clinical relevance
اندازهگیریهای پذیرفتاری، ویژگی مغناطیسی مواد را تشخیص میدهند و رفتار گشتاور موضعی در مقابل رفتار سرگردان و چگالی حالتها در فلزات را آشکار میسازند؛ دیامغناطیس و پارامغناطیس همچنین زیربنای شناوری مغناطیسی، کنتراست در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، و کالیبراسیون ابزارهای مغناطیسی هستند.
History
پیر کوری قانون تجربی پذیرفتاری پارامغناطیسی را در دهه ۱۸۹۰ میلادی پایهگذاری کرد؛ لانژون نظریه کلاسیک دیا- و پارامغناطیس را در سال ۱۹۰۵ ارائه داد، و بررسی کوانتومی پائولی در سال ۱۹۲۷ در مورد پارامغناطیس الکترونهای رسانش، و به دنبال آن دیامغناطیس لاندائو، تصویر را برای فلزات کامل کرد.
Key figures
- Pierre Curie
- Paul Langevin
- Wolfgang Pauli
Related topics
Seminal works
- blundell2001
- ashcroft1976
Frequently asked questions
- آیا همه مواد دیامغناطیس نشان میدهند؟
- بله؛ پاسخ مداری القایی که دیامغناطیس را تولید میکند جهانی است، اما بسیار ضعیف است و معمولاً در موادی که گشتاورهای پارامغناطیسی یا نظم مغناطیسی نیز دارند، که مشارکتهای بزرگتر و متضادی دارند، پوشانده میشود.
- چرا پارامغناطیس پائولی بسیار ضعیفتر از پارامغناطیس کوری است؟
- در یک فلز، اصل پائولی بیشتر الکترونهای رسانش را از جهتگیری مجدد بازمیدارد؛ تنها بخش کوچکی نزدیک سطح فرمی میتواند پاسخ دهد، بنابراین پذیرفتاری بسیار کوچکتر و تقریباً مستقل از دما است در مقایسه با گشتاورهای موضعی که آزادانه جهتگیری میکنند.