Paramagnétisme

En plus du diamagnétisme et du ferromagnétisme, il existe une autre forme spéciale de magnétisme: le soi-disant paramagnétisme. Ce sont des substances qui n'ont pas de magnétisation mesurable sans champ magnétique externe. Cependant, lorsqu'un champ magnétique externe est introduit, le matériau se magnétise sensiblement et renforce son champ magnétique interne. Des exemples typiques de paramagnétisme en chimie sont l'oxygène liquide, le platine ou le chrome.

Comment le paramagnétisme se produit-il?

Les paramètres n'ont pas d'ordre magnétique intrinsèque, c'est-à-dire pas d'alignement uniforme des moments magnétiques. Lorsque le champ magnétique externe est supprimé, l'orientation générée est à nouveau dissoute, car les moments magnétiques sont immédiatement randomisés en raison des mouvements thermiques.

Considération physique du paramagnétisme

La caractéristique commune des substances paramagnétiques est que leur perméabilité magnétique μrr est toujours supérieure à 1 et leur susceptibilité est:

Plus la sensibilité d'une substance est élevée, plus il est facile de la magnétiser. Ce paramètre de magnétisabilité de la matière est logiquement étroitement lié à la propriété du comportement de la matière dans un champ magnétique externe. L'aimantation M d'une substance est proportionnelle au champ magnétique externe H:

D'une part, les paramagnets ont des électrons non appariés, mais d'autre part ils ont encore des atomes avec des moments magnétiques, par ex. la cause réside dans le spin des électrons. Lorsqu'un champ magnétique externe agit, les moments magnétiques s'alignent dans la direction des lignes de champ magnétique, mais restent toujours dans leur position, comparable à de nombreux petits aimants à barre fixe.

Dépendance à la température dans le paramagnétisme

À température ambiante, les moments magnétiques sont aléatoires car l'énergie thermique est supérieure à l'énergie qui serait nécessaire pour inverser les spins d'électrons. Il est intéressant de noter qu'à basses températures, les paramagnets peuvent atteindre un certain ordre même sans champ magnétique externe.

En revanche, ce sont les ferromagnétiques qui présentent un comportement paramagnétique supérieur à leur température de Curie. Ces phénomènes sont décrits avec les transitions dites de phase (transitions thermodynamiques). Il en résulte que la susceptibilité magnétique des paramagnets est inversement proportionnelle à la température selon la constante de Curie.


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