Magnetisme: materialer og magnetiske kræfter

Anbring en stangmagnet i et forsøgsstativ. Magneten skal være lodret

Bind ca. 20 cm sytråd fast i en clips. Sytrådens anden ende tapes fast på bordet.

Anbring stangmagneten, sådan at clipsen svæver ca. 3 cm under magneten.

Teori om magnetisme

Magnetisme, egenskaber ved materialer, som modificerer eller skaber et magnetfelt. ”Michael Faraday” var den første, som iagttog, at alle materialer har en vis virkning på et ydre magnetfelt, selvom den i de fleste tilfælde er svag. Virkningerne skyldes materialernes atomare opbygning, idet elektronernes bevægelse udgør mikroskopiske kredsstrømme inden for hvert atom. En sådan kredsstrøm har et magnetisk moment, ligesom der er knyttet et magnetisk moment til elektronernes spin. Alle momenterne bidrager til et samlet magnetisk moment for atomet, som dog for mange atomer og de fleste molekyler bliver nul på grund af indre symmetrier. Selvom det samlede magnetiske moment er nul, er der dog magnetiske virkninger, som stammer fra inducerede kredsstrømme. Den samlede virkning af atomernes magnetiske momenter er en øgning eller mindskning af et påtrykt magnetfelt. På baggrund af mikroskopiske billeder kan man skelne mellem og teoretisk redegøre for forskellige former for magnetisk virkning af materialer. Som hovedformer skelner man mellem diamagnetisme, paramagnetisme og ferromagnetisme.

Diamagnetisme

Påtrykkes et materiale et ydre magnetfelt, påvirkes elektronerne i dets atomer af en ekstra kraft fra magnetfeltet. Elektronbevægelsen perturberes (forstyrres) derved på en måde, som kun kan beskrives præcist med kvantemekaniske metoder. Kvalitativt kan situationen opfattes sådan, at det påtrykte magnetfelt inducerer en ekstra strøm i atomet og et dertil knyttet induceret magnetisk moment. Efter Lenz' lov skaber induktionen et magnetfelt rettet mod det påtrykte felt og vil derved svække dette. Denne såkaldte diamagnetisme er en svag effekt; Diamagnetisme, som er næsten uafhængig af temperaturen, optræder i princippet for alle materialer, men kan helt overskygges af de stærkere effekter, som omtales i det følgende. Magnetisme. Skematisk illustration af forskellige magnetiske strukturer.