Probelesen: Para-, Dia- und Ferromagnetismus

Para-, Dia- und Ferromagnetismus

1.Beschreibung der Wirkung

Diamagnetismus:
- schwach
- Verringerung der Magnetischen Flußdichte.
Suszeptibilität < 0
- Erfährt in einem inhomogenen Magnetfeld eine Kraft nach außen.
- Temperaturunabhängig
Paramagnetismus:
- schwach
- Vergrößerung der Magnetischen Flußdichte. Suszeptibilität > 0
- Erfährt in einem inhomogenen Feld eine Kraft nach innen.
- Temperaturabhängig
Ferromagnetismus:
- Starke Vergrößerung der Magnetischen Flußdichte. Suszeptibilität >> 0
- Dauerhafte Magnetische Wirkung – Permanentmagnetismus.
- Existiert nur unterhalb der CURIE-Temperatur TC; einer Materialkonstanten – Darüber hinaus besteht nur noch Paramagnetismus.

2.Hintergründe

Diamagnetismus:
Begründet ist die diamagnetische Wirkung darauf, dass Elektronenpaare kein resultierendes magnetisches Moment besitzen. Jedoch wenn ein Magnetfeld angelegt wird, induzieren die um das Magnetfeld rotierenden Kreisströme ein Magnetfeld, welches seiner Ursache entgegen wirkt (LENZSCHE Regel). Wenn ein Atom also ausschließlich gepaarte Elektronen besitzt, ist es diamagnetisch.
Jeder Stoff hat eine diamagnetische Wirkung, da jedes Atom (außer Wasserstoff) mindestens eine abgeschlossene Elektronenschale besitzt. Allerdings wird Diamagnetismus bei Vorhandensein von Para- bzw. Ferromagnetismus in der Regel überlagert.

Paramagnetismus:
Bei Einwirkung eines angelegten Magnetfeldes richten sich die magnetischen Momente (WEISS-Bezirke) annähernd parallel zum Magnetfeld aus. Eine vollständige Ausrichtung ist aufgrund von Teilchenbewegung (begründet auf der Temperatur) jedoch nicht möglich, allerdings gibt es temperaturabhängigen und temperaturunempfindlichen Paramagnetismus. Die Ausrichtung der WEISS-Bezirke ist proportional zum angelegten Magnetfeld.
Elektronen mit einem Gesamtdrehimpuls erzeugen ein permanentes Dipolmoment, welches im Magnetfeld ausgerichtet wird. Wenn ein Atom also ungepaarte Elektronen besitzt, geht von ihnen eine paramagnetische Wirkung aus.

Ferromagnetismus:
Die magnetischen Momente ordnen sich parallel zu den angelegten Feldlinien an. Da jedoch parallel angeordnete Elektronenspins energetisch unvorteilhaft sind, muss der Energiegewinn durch die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen WEISSschen-Bezirke höher sein, als der Energieverlust durch parallele Elektronenspins. Erreicht wird dies dadurch, dass in bestimmten Feststoffen die Energieniveaus der Elektronen sehr dicht liegen, so dass nur wenig Energie benötigt wird um ein Elektron auf ein höheres Niveau anzuheben.


3.Nutzungsmöglichkeiten
Ferromagnetismus wird für Permanentmagneten verwendet.
Nur wenige Elemente zeigen Ferromagnetisches Verhalten:
Lediglich die Übergangsmetalle Eisen (TC=1043K), Kobalt (1404K) und Nickel (631K), bei denen der Ferromagnetismus auf die 3d-Elektronen zurückzuführen ist, sowie die Lanthaniden Gadolinium (289K), Dysprosium (85K) und Holmium (20K), bei denen er von den 4f-Elektronen verursacht wird, zeigen ferromagnetisches Verhalten

Für Para- und Diamagnetismus sind keine sinnvollen Nutzungsmöglichkeiten bekannt.


Wäre nett, wenn jemand der zumindest etwas davon versteht, seine Meinung dazu abgibt. (diese Nacht) Allerdings bevorzuge ich konstruktive Kritik ;)
Gruß Toby