磁性質與光學性質
順磁性(paramagnetism)
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想像一個房間裡滿是微小的指南針,每一個都能自由轉動,卻被熱不斷推擠,於是全都隨機亂指。平均起來它們互相抵消,房間顯不出磁性。一開啟強磁場,它們全都試著排好,產生微弱的淨磁性,而你一關掉磁場,磁性就消失。這就是順磁性:一種只在磁場開著時才存在的微弱吸引。
它與抗磁性的差別在於:順磁性原子本身有永久磁矩,通常來自未成對電子,但這些磁矩彼此並不耦合。放著不管時它們四面八方亂指,因為熱能不斷把它們撞來撞去。外加磁場使其中略多一些排好方向,給出很小的正磁化率,約為 10^-5 到 10^-3。由於熱與排列作對,順磁體升溫時會變弱:磁化強度遵循居禮定律(Curie law),與磁場成正比、與溫度成反比。
鋁、鈦、鎂和氣態氧都是順磁性的,這也是為什麼把液態氧倒在強磁鐵兩極之間時,它會明顯地黏附在那裡。順磁性作為基準線與線索都很重要:量磁化率可以告訴化學家某離子有幾個未成對電子。它也是鐵磁體在超過居禮溫度後退回的狀態——一旦熱打斷了使磁矩協同的耦合。
順磁性的液態氧會明顯地在強磁鐵兩極之間搭橋、黏附,直到沸騰蒸發為止。
永久原子磁矩會微弱地順著磁場排列,但熱又把它們打亂。
順磁性需要磁場持續開著;一旦移除,熱擾動就把磁矩打亂,淨磁化回到零,這點與能保持磁化的鐵磁體不同。
另见