Diamagnetismus - lamp.tugraz.at

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Geschichtlicher Hintergrund
 1778 erstmalige Beobachtung bei Bi und Sb
 1845 Festlegung des Begriffes Diamagnetismus durch
Faraday
2
Allgemeines
 Grundsätzlich ist jeder Stoff diamagnetisch
 Schwacher Effekt, durch andere überlagert
 Auftreten eines zusätzlichen magnetischen Momentes
entgegengesetzt zum äußeren Magnetfeld
 Diamagentische Stoffe richten sich dem äußeren
Magnetfeld entgegen.
3
(1)
(2)
(3)
B…magnetische Induktion
M …Magnetisierung
χ …magnetische Suszeptibilität
H…magnetische Feldstärke
E…elektrische Feldstärke
Ist Gesamtdrehimpuls = 0  kein permanentes
magnetisches Moment
Diamagnetismus…zusätzliches Auftreten eines
magnetischen Momentes, dem äußeren
Magnetfeld entgegen gerichtet, bedingt durch die
Lenz‘sche Regel für induzierte Ströme
4
Erklärung nach Langevin
 Basis ist das Bohr‘sche Atommodell
 Elektronen führen in der Atomhülle reibungsfreie
Bewegungen aus
 Bei Zuschalten eines magnetischen Feldes bleiben die
induzierten Ströme während der Dauer des Feldanstieges
erhalten
 Ist B = Bz beginnt Elektronenhülle um z-Achse mit
Larmorfrequenz
zu präzessieren
 ωL von Z Elektronen entspricht einem Strom
5
 μ= I * Fläche der Stromschleife
…mittleres Abstandsquadrat des Elektrons senkrecht zur
Feldachse durch den Kern
 Für die magnetische Suszeptibilität folgt:
N…Anzahl der Atome pro Volumseinheit
…3/2*
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Diamagnetische Stoffe χ < 0
 Isolatoren
 Wasser (χ = -0.905)
 http://www.youtube.com/watch?v=iVmpOH1jzO4
 Kupfer(χ = -0.108), Wismut(χ = -1.6), Neon(χ = -0.45)
χ in 10-5cm3/g
 Supraleiter… „perfekte“ Diamagneten (χ = -1)
 http://www.youtube.com/watch?v=nWTSzBWEsms
7
Quellenangaben
 Ch. Kittel, Einführung in die Festkörperphysik, Oldenburg
Verlag
 Ch. Weißmantel, C.Hamann, Grundlagen der
Festkörperphysik, Johann Ambrosius Barth Verlag
 www. wikipedia.org
 www.supermagnete.de/magnetismus/diamagnetismus
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