M = %H. (6.4)
Здесь x ~ магнитная
восприимчивость вещества. В системе СИ х -безразмерная величина.
Классификация веществ по магнитным свойствам основывается на знаке,
величине х и ее зависимости от напряженности магнитного поля и
температуры.
6.1.2. Диамагнетики
Диамагнетиками называют
вещества, слабо намагничивающиеся в магнитном поле. Для них х <
0 и мала по абсолютной величине
Вектор намагниченности
диамагнетика всегда противоположен вектору H, поэтому диамагнетики
выталкиваются из неоднородного магнитного поля.
Диамагнетизмом обладают все
вещества, не имеющие собственных (в отсутствии поля) атомных магнитных
моментов. В магнитном поле происходит прецессия электронных орбит,
обуславливающая появление дополнительного орбитального магнитного
момента, ориентированного против вектора поля, что и вызывает
появление диамагнитной восприимчивости. Из этого следует, что
диамагнетизм присущ абсолютно всем веществам. Если тело не является
диамагнетиком, то это означает, что его диамагнетизм маскируется
более сильным магнитным явлением.
Всю совокупность диамагнетиков
делят на три группы.
Классические диамагнетики
- благородные газы, некоторые металлы (Cu, Zn, Ag, Au, Hg и другие),
многие органические соединения. Магнитная восприимчивость их имеет
нормальное малое абсолютное значение (10-5...10-6) и
практически не зависит от температуры.
Аномальные диамагнетики -
Bi, Sb, графит, ;к-фазы систем Cu-Zn
и
другие. Атомная магнитная
восприимчивость их в 10...100 раз больше, чем у классических
диамагнетиков. Восприимчивость некоторых веществ - периодическая
функция напряженности поля. Для всех аномальных диамаг-нетиков характерна
сильная зависимость от температуры.
Сверхпроводники. Многие
чистые металлы при температурах 10...1 К переходят в сверхпроводящее
состояние, то есть полностью утрачивают электрическое сопротивление. Ток,
протекающий по поверхности сверхпроводника, экранирует его внутренние
объемы от влияния внешнего магнитного поля. В таком состоянии внутри
сверхпроводника B = H = 0 и никакой диамагнитной
восприимчивости не существует. Но с внешней точки зрения сверхпроводники
обладают диамагнетизмом, обусловленным макроскопическими
поверхностными токами. Соответствующая этому диамагнитная
восприимчивость имеет максимальное по абсолютной величине значение х =
-1/4 п.
