磁性質與光學性質
抗磁性(diamagnetism)
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把磁鐵靠近一塊銅、玻璃或水,看起來什麼都沒發生。但其實有件極其微弱的事正在發生:材料非常輕微地推回磁鐵。這種微弱而普遍的排斥就是抗磁性。它是最弱的一種磁性,而且令人驚訝的是,每一種材料都有它,連我們稱為「無磁性」的材料也有。
其機制是磁性版的冷次定律(Lenz's law)。當你開啟外加磁場時,每個原子中繞行的電子會微妙地改變運動,建立一個微小的反向磁場,像一種抗拒變化的反射。由於感應出的磁矩指向與外加磁場相反,抗磁體受到微弱排斥,並具有很小的負磁化率(susceptibility),通常約為負 10^-5。這效應存在於所有原子中,但太過微小,只有在原子本身沒有永久磁矩來壓過它時才看得見。
抗磁性通常只是有趣的現象而非設計工具,但它有壯觀的示範:強磁鐵能讓一片熱解石墨、甚至一隻活青蛙懸浮起來,因為它們的抗磁排斥可以平衡重力。它的極端表親是超導性,此時材料變成完美的抗磁體,完全排開磁場(邁斯納效應),把磁鐵懸浮在上方。不要把抗磁性和「無磁性」混為一談:抗磁體是真的受到(雖然極弱的)排斥,而真正毫無交互作用的材料則毫無反應。
一片薄薄的熱解石墨能懸浮在一組釹磁鐵上方,因為它的抗磁排斥剛好平衡了自身的重量。
抗磁性只微弱排斥;超導體則是完美抗磁體的極端。
抗磁性與磁場相反卻極其微弱(磁化率約負 10^-5);它存在於所有材料中,但只要原子帶有永久磁矩就會被掩蓋。
另见