4.4. Magnetfelder in Materie Magnetisierung

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Heini Harald Fleischer
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1 4.4. agntfldr in atri agntisirung - Indutionsvrsuch (Kap ): S r, U ind r : Ursach: zusätzlichr itrag zu äußrn, durch fri Strö rzugtn agntfld H auf Grund intrnr atoarr odr olularr agntischr Dipolont agntisirung: V [] = A/ ntspricht gbundnn Strön H Analogi zur Eltrostati : rzugt durch fri Strö D : rzugt durch fri Ladungn : rzugt durch fri und durch gbundn Strö E : rzugt durch fri und durch gbundn Ladungn dann gilt: 0 H r o H it r 0 rlativ Prabilität = r agntisch Suszptibilität H H r

2 Diaagntisus -Diaagntisus ist bobachtbar für Stoff, d. h. Ato, olül, Fstörpr, bi dnn in prannts agntischs Dipolont vorhandn ist -i agntfld ntsthn induzirt Dipol ind, in dr Eltronnhüll, di so grichtt sind, dass ihr agntfld d äußrn agntfld ntggn grichtt ist (Lnzsch Rgl) also: H it < 0, r < - praturabhängigit und sind unabhängig von pratur 2

3 - Kraftwirung i inhoognn agntfld potntill Enrgi i agntfld: : Kraft auf : ind, r E pot pot F grad E grad r ind E r pot ind, Gsatraft F F auf diaagntischs atrial: V ind, H o F V grad r 0 F da, wirt Kraft in Richtung abnhndr Fldr r F grad diaagntischr Körpr wird aus agntfld hrausgdrängt. o Exp.: diaagntisch Körpr i inhoognn agntfld 3

4 Paraagntisus -Paraagntisus nstht bi Aton und olüln it pranntn agntischn Dipolontn p, -Grund: agntischs Dipolont ds Eltronnspins, S S g sp.: - Übrgangstallionn wi Cu 2+, F 3+, Co 2+, V 4+, und drn Koplx - Lanthanid wi Gd 3+, Eu 2+, - fri Radial - olül it riplt-zuständ (S=) wi O 2 -agntisus durch H Orintirung dr pranntn agntischn Dipolont i agntfld p, V 0 H H, ohn agntfld schwach Fldr p, oplizirt Abhängigit von agntfld und pratur, Sättigung bi hohn Fldrn und tifn praturn 4

5 - praturabhängigit Konurrnz zwischn potntillr Enrgi von p i agntfld und thrischr Enrgi (Ordnung) E pot p 0 H (Unordnung) E th oplizirt praturabhängigit für () und (): H ng x it rillouin- Funtion 2 2 x x x cth cth Quantnzahl ds Gsatdrhipulss it L S und L S falls L = 0 (S-Zuständ, wi F 3+, Gd 3+ ) = S (rinr Spinagntisus) und Kotangnshprbolicus: cth x g 0 b H n Konzntration dr agntischn Dipolont g ltronsichr g-fator ohrschs agnton 5

6 rillouin-funtion: n g x Gadolinui(III)-Sulfat Eisn(III)-Alaun Kaliu-Chro(III)- Alaun 6

7 7 H g x b 0 x cth x cth x x ng H cth 0 H p C n p o 3 2 b) Hochtpraturnährung: Curi Gstz: C - Curi- Konstant 0 H p a) iftpraturnährung: (Hochfldnährung) const. H n p o Sättigung S g S p

8 - Kraftwirung i inhoognn agntfld V V F o p, H grad o (schwach Fldr) r 0 F da, wirt Kraft in Richtung zunhndr agntfldr r paraagntisch Körpr wrdn in agntfld hiningzogn Anwndung in Analti: agntisch Waag zur stiung agntischr ont von z. sp. paraagntischn Übrgangstallionnoplxn Exp.: paraagntisch Körpr i inhoognn agntfld 8

9 Frroagntisus Frroagntisus bi atrialin in dnn rich gordntr pranntr agntischr Dipolontn vorhandn sind durch agntischs Dipolont dr Eltronnspins ist in ooprativr Efft (quantnchansich Austausch-Wchslwirung dr Eltronnspins) tritt häufig in talln auf, z. sp. F, Co, Ni Existnz inr spontann agntisirung ohn Wirung ins äußrn agntflds (z.. Pranntagnt) 9

10 - praturabhängigit Frroagntisch atrialin sind obrhalb inr bstitn Ordnungstpratur C (Curi pratur) paraagntisch. a) > C Paraagntisus C C Curi-Wiss-Gstz a) < C Frroagntisus I agntfld ist agntisirung H i allginn nicht hr linar von H abhängig! 0, H, Exp.: Curi-Schaul 0

11 Ausbildung von Wiß schn zirn ohn (a) und it agntfld (b,c) Hstrs durch Uorintirung dr Wiß sch zir i äußrn agntfld H C R Rannz (Sättigungsagntisirung) H C Korzitivraft H Exp.: Ulappn dr Wiß schn zir - arhausn-sprüng

12 Zusanfassung - diaagntisch atrialin: < 0 - paraagntisch atrialin: > 0 - frroagntisch atrialin bi < c : >> 0 2

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