Podatność magnetyczna - Polski Serwis Naukowy

Podatność magnetyczna – współczynnik proporcjonalności w równaniu określającym wielkość namagnesowania jako funkcję natężenia pola magnetycznego: $M = \chi H \,$

gdzie: M - namagnesowanie (moment magnetyczny jednostki objętości substancji) χ - objętościowa podatność magnetyczna H - natężenie pola magnetycznego

Podatność magnetyczna jest w systemie SI wielkością bezwymiarową.

W zależności od właściwości substancji jej podatność magnetyczna zmienia się dość zasadniczo. Gdy:

Temperatura Curie (oznaczana TC) - temperatura, powyżej której ferromagnetyk gwałtownie traci swoje właściwości magnetyczne i staje się paramagnetykiem, zjawisko to wynika ze zmiany fazy ciała stałego. Nazwa pochodzi od nazwiska francuskiego fizyka Piotra Curie, męża Marii Skłodowskiej-Curie.

Magnetyczny moment dipolowy - pseudowektorowa wielkość fizyczna cechująca dipol magnetyczny, która opisuje oddziaływanie z zewnętrznym polem magnetycznym. Magnetyczny moment dipolowy jest szczególnym przypadkiem multipolowości momentu magnetycznego. Jednak z racji tego, że pozostałe wyrazy szeregu multipolowego są zazwyczaj nieistotne i pomija się je, powszechne jest nazywanie dipolowego momentu magnetycznego, po prostu momentem magnetycznym.

χ < 0 - substancja jest diamagnetykiem, co oznacza że pole magnetyczne jest "wypychane" z takiego ciała (maleje gęstość strumienia pola magnetycznego w porównaniu z próżnią)

χ = 0 - brak podatności, np. dla próżni

χ > 0 - substancja jest paramagnetykiem, co oznacza że pole magnetyczne jest "wciągane" do takiego ciała (rośnie gęstość strumienia pola magnetycznego w porównaniu z próżnią)

χ >> 0 - substancja jest ferromagnetykiem

Pomimo obowiązującego układu jednostek SI, w literaturze przy zagadnieniach zajmujących się podatnością magnetyczną, nadal często stosuje się stary układ CGS. W rozpatrywanych zagadnieniach wygodne jest stosowanie pojęć podatności w stosunku do ilości materii, wyróżnia się:

W fizyce ferromagnetyk to ciało, które wykazuje własności ferromagnetyczne. Znajdują się w nim obszary stałego namagnesowania (tzw. domeny magnetyczne), wytwarzające wokół siebie pole magnetyczne (jak małe magnesy). Do ferromagnetyków należą m.in. żelazo, kobalt, nikiel i niektóre stopy oraz metale przejściowe z grupy żelaza i metale ziem rzadkich.

Paramagnetyzm - zjawisko magnesowania się makroskopowego ciała w zewnętrznym polu magnetycznym w kierunku zgodnym z kierunkiem pola zewnętrznego. Substancja wykazująca takie własności to paramagnetyk, jest on przyciągany przez magnes, jednak znacznie słabiej niż ferromagnetyk. W niezbyt niskich temperaturach oraz dla niezbyt silnych pól magnetycznych paramagnetyki wykazują liniową zależność namagnesowania od pola zewnętrznego, co wyraża wzór:

objętościową podatność magnetyczną $(\chi_V)$ - podatność przypadająca na jednostkową objętość materii; w układzie CGS jest wielkością bezwymiarową;

molowa podatność magnetyczna, $(\chi_m)$ :

$\chi_{m} = V_{m} \chi \,$

gdzie: Vm - objętość molowa

podatność magnetyczną molową pierwiastka, która jest jednym z częściej spotykanych; jest to podatność magnetyczną materiału, w przeliczeniu na ilość moli wybranego pierwiastka w jednym molu substancji. Zwykle przeliczenie jest na atomy pierwiastków od których pochodzi magnetyzm. Jednostką podatności w układzie CGS wówczas będzie:

$\left[\chi_M\right] = \frac{\mathrm{cm}^3}{\mathrm{molX}},$ gdzie molX będzie oznaczało mol atomów pierwiastka X.

Zobacz też

prawo Curie

prawo Curie-Weissa

temperatura Curie

Bibliografia

Tadeusz Magiera: Wykorzystanie magnetometrii do oceny zanieczyszczenia gleb i osadów jeziornych, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN, Zabrze 2004 (ISBN 83-913824-8-6; PL ISSN 0208-4112)