تفاوت اصلی بین مواد پارامغناطیس و دیامغناطیس در این است که مواد پارامغناطیس به میدان های مغناطیسی خارجی جذب می شوند در حالی که مواد دیامغناطیسی از میدان های مغناطیسی دفع می شوند.
مواد تمایل به نشان دادن خواص مغناطیسی ضعیف در حضور میدان مغناطیسی خارجی دارند. برخی از مواد به سمت میدان مغناطیسی خارجی جذب می شوند، در حالی که برخی از آن دفع می شوند. با توجه به این تفاوت در رفتار مغناطیسی، می‌توان عناصر و ترکیبات را به دو نوع پارامغناطیس و دیامغناطیس دسته‌بندی کرد. موادی که جذب میدان های مغناطیسی خارجی می شوند، مواد پارامغناطیس هستند.از سوی دیگر، موادی که از میدان های مغناطیسی خارجی دفع می شوند، مواد دیامغناطیس هستند.
پارامغناطیس چیست؟
پارامغناطیس به دلیل وجود الکترون های جفت نشده در سیستم رخ می دهد. هر عنصر دارای تعداد متفاوتی الکترون است و این ویژگی شیمیایی آن را مشخص می کند. با توجه به نحوه پر شدن این الکترون ها در سطوح انرژی اطراف هسته اتم مربوطه، برخی از الکترون ها جفت نشده باقی می مانند. این الکترون های جفت نشده مانند آهنرباهای کوچک عمل می کنند و تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی اعمال شده خارجی، خواص مغناطیسی ایجاد می کنند. در واقع، این اسپین این الکترون ها است که باعث مغناطیس می شود.
مواد پارامغناطیس دارای گشتاورهای مغناطیسی دوقطبی دائمی به دلیل چرخش الکترونهای جفت نشده حتی در زمان عدم وجود میدان مغناطیسی خارجی هستند. اما این دوقطبی ها به دلیل حرکت حرارتی خود را به طور تصادفی جهت می دهند و از این رو گشتاور مغناطیسی دوقطبی خالص صفر می دهند. هنگامی که یک میدان مغناطیسی خارجی اعمال می کنیم، دوقطبی ها تمایل دارند در جهت میدان مغناطیسی اعمال شده همسو شوند و در نتیجه یک گشتاور مغناطیسی دوقطبی خالص ایجاد شود.بنابراین، مواد پارامغناطیس اندکی جذب میدان مغناطیسی خارجی می شوند. اما وقتی میدان خارجی را حذف می کنیم، این ماده خواص مغناطیسی را حفظ نمی کند. فقط یک مغناطش القایی کوچک حتی در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی ایجاد می کند. این به این دلیل است که تنها بخش کوچکی از اسپین ها با میدان مغناطیسی خارجی جهت می گیرند. همچنین، این کسر با شدت میدان ایجاد شده نسبت مستقیم دارد.
شکل 01: آرایش الکترونی مواد پارامغناطیس و دیامغناطیس
به طور کلی، هر چه تعداد الکترون های جفت نشده بیشتر باشد، رفتار پارامغناطیس بیشتر و قدرت میدان ایجاد شده بیشتر است. بنابراین، فلزات واسطه و واسطه داخلی به دلیل محلی‌سازی الکترونهای «d» و «f» و همچنین به دلیل حضور چندین الکترون جفت‌نشده، اثرات مغناطیسی قوی‌تری از خود نشان می‌دهند.برخی از عناصر پارامغناطیس شناخته شده عبارتند از منیزیم، مولیبدن، لیتیوم و تانتالم. همچنین پارامغناطیس های مصنوعی قوی تری مانند «فروسیال» وجود دارد.
Diamagnetic چیست؟
برخی مواد در تماس با میدان مغناطیسی خارجی رفتار مغناطیسی دافعه ای از خود نشان می دهند. اینها مواد دیامغناطیس هستند. آنها میدان های مغناطیسی ایجاد می کنند که در جهت میدان مغناطیسی خارجی مخالف هستند و از این رو رفتار دافعه ای از خود نشان می دهند. به طور کلی، همه مواد دارای خواص دیامغناطیس هستند، که نقش ضعیفی در رفتار مغناطیسی مواد در هنگام قرار گرفتن در معرض یک میدان مغناطیسی خارجی دارند. اما در موادی که خواص مغناطیسی دیگری مانند پارامغناطیس و فرومغناطیس از خود نشان می دهند، اثر دیامغناطیس ناچیز است. به دلیل خاصیت مغناطیسی ضعیف، مشاهده اثرات دیامغناطیس دشوار است. "بیسموت" به عنوان یک دیامغناطیس قوی عمل می کند.
تفاوت بین پارامغناطیس و دیامغناطیس چیست
اصطلاح پارامغناطیس به جذب یک ماده به یک میدان مغناطیسی خارجی اشاره دارد در حالی که اصطلاح دیامغناطیسی به دفع یک ماده از یک میدان مغناطیسی خارجی اشاره دارد. این عمدتا به این دلیل است که مواد پارامغناطیس دارای الکترون های جفت نشده هستند در حالی که مواد دیامغناطیسی هیچ یک از الکترون های خود جفت نشده ندارند. این تفاوت اساسی بین مواد پارامغناطیس و دیامغناطیس است.
تفاوت مهم دیگر بین مواد پارامغناطیس و دیامغناطیسی این است که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط مواد پارامغناطیس در جهت میدان مغناطیسی خارجی است در حالی که میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط مواد دیامغناطیسی در جهتی با میدان مغناطیسی خارجی مخالف است.
اینفوگرافیک زیر خلاصه مقایسه ای از تفاوت بین مواد پارامغناطیس و دیامغناطیس را نشان می دهد.
خلاصه - پارامغناطیس در مقابل دیامغناطیس
ما می توانیم مواد را با توجه به خواص مغناطیسی آنها به سه نوع اصلی تقسیم کنیم. آنها مواد دیامغناطیس، پارامغناطیس و فرومغناطیسی هستند. تفاوت بین مواد پارامغناطیس و دیامغناطیس در این است که مواد پارامغناطیس به سمت میدان های مغناطیسی خارجی جذب می شوند در حالی که مواد دیامغناطیسی از میدان های مغناطیسی دفع می شوند.
