物质的磁性

所有当置于外部磁场中时,会表现出磁性。甚至物质就像而且那些通常不被认为具有磁性的物质会受到a的影响磁场如由棒子的任意一极产生的磁铁.根据磁铁的磁极是否有吸引力或排斥力,物质可以分为两种抗磁性,分别。值得注意的是一些材料,显示出一个非常大的吸引力,朝着永磁棒的极点;这种材料叫做铁磁

1845年法拉第成为第一个将物质分为抗磁性和顺磁性的人。他基于此分类对他的观察施加在不均匀磁场中的物质上的。在温和的强度,磁化强度物质的强度与所施磁场的强度成线性正比H.磁化强度由磁化率χ(以前标记为χ),由关系定义H.体积样本V放置在田野中H指导在x在这个方向上以一定的速率增加dH/dx会经历一个力在x方向的F=χμ0VHdH/dx).若χ为正,则力的方向为场强增加的方向;若χ为负,则力的方向为场强减少的方向。力的测量F在一个已知的领域H和一个已知的梯度dH/dx是一些精确测定χ的方法的基础。

磁化率为负的物质(如铜和铜))被归类为抗磁性。敏感性很小,约为−10−5固体液体和- 10−8气体.的特征抗磁性在一个给定的磁场中单位质量的磁矩对于一个给定的物质在一个很宽的温度范围内实际上是恒定的。两者之间变化不大固体液体、气体;固体和液体之间易感性的变化气体几乎完全是由于数量的变化分子单位体积。这表明磁矩诱导在每一个分子由给定的场主要是分子的性质特征。

磁化率为正的物质被归为顺磁性物质。在少数情况下(包括大多数金属)时,敏感性与温度,但在大多数化合物它强烈地依赖于温度,随着温度的降低而增加。由法国物理学家测量皮埃尔·居里1895年的研究表明,对于许多物质,其敏感性与绝对温度T;即,χ =C/T.这种近似关系被称为居里定律常数C随着居里常数。将上述方程修改为χ =,在很多情况下可以得到更精确的方程C/(T−θ),其中θ是常数。这个方程叫做Curie-Weiss法律(居里夫人和Pierre-Ernest韦斯(另一位法国物理学家)。从最后一个方程的形式,很明显,在温度T= θ时,磁化率值变为无限.在这个温度以下,材料表现出自发磁化。,就变成了铁磁.因此,它的磁性与原子中的磁性非常不同或高温阶段.特别是,虽然它的磁矩可以通过施加磁场来改变,但在给定的磁场中获得的磁矩值并不总是相同的;这取决于样品之前的磁、热和机械处理。