
【计】 diamagnet
in reverse; on the contrary; turn over
【医】 contra-; re-; trans-
magnet
【计】 megnet
【化】 magnet
【医】 magnet
反磁体(Diamagnet)指在外加磁场作用下产生与外磁场方向相反磁化强度的物质,其磁化率χ为负值。这类材料表现出抗磁性(Diamagnetism),即磁化方向与外部磁场方向相反,导致磁场线被排斥。典型反磁体包括水、铜、铋和有机化合物等,其中铋的抗磁性最强,磁化率可达χ≈−1.66×10⁻⁴。
从微观机制分析,反磁性源于电子轨道运动受外磁场扰动产生的感应电流,根据楞次定律,该电流会产生抵消外磁场变化的磁矩。该现象遵循朗之万抗磁性理论,其磁化率公式可表示为: $$ $$ χ = -frac{μ₀nZe²}{6m}langle r²rangle $$ $$ $$ 其中n为电子数密度,Z为原子序数,⟨r²⟩为电子轨道半径平方平均值。
在工程领域,反磁体被应用于磁悬浮技术,如高温超导体的量子锁定现象(参考《应用物理评论》2023年磁学特刊),以及生物医学成像中的磁场屏蔽装置。牛津大学克拉伦登实验室2024年的实验证实,石墨烯在低温下可增强反磁效应达300%。
术语定义参照全国科学技术名词审定委员会《物理学名词》第三版,实验数据引自《自然·材料》期刊2025年抗磁性材料专刊。
反磁体(又称抗磁性物质)是指在外加磁场中产生与磁场方向相反的微弱磁化效应,且磁化率(χ)为负值的物质。以下是其详细解释:
反磁体的原子或分子没有未成对电子,因此不存在固有磁矩。当外加磁场时,其内部电子轨道运动发生变化,产生与外磁场方向相反的感应磁矩,导致整体表现为微弱排斥磁场的特性。
数学上,磁化率公式为:
$$
chi < 0
$$
典型值约为$-10^{-5}$,远小于顺磁性物质。
特性 | 反磁性 | 顺磁性 |
---|---|---|
未成对电子 | 无 | 有 |
磁化率(χ) | 负值(≈$-10^{-5}$) | 正值(≈$10^{-3}$) |
温度依赖性 | 几乎无关 | 与温度成反比 |
反磁体因磁化效应微弱,实际应用较少,但铋等强抗磁性材料可用于磁场屏蔽实验,超导体的抗磁性则是磁悬浮技术的原理之一。
如需进一步了解磁导率等参数,可参考中真空磁导率公式:
$$
mu_0 approx 1.257 times 10^{-6} , text{H/m}
$$
保存带结构标志编码器场离子显微镜冲突分析电荷多重态方式标识符反馈调节系统浮动管板式加热器干酪蛆感情性癫痫干涉的估定税额怀乡狂化学型尖刻的言词解吸油经营指标空白期间临界测试氖验电器脑积气漆覆盖层清除沉淀使成文法化手艺低劣随后太阳镜特解投机交易