順磁性

順磁性

物理術語
順磁性是一種弱磁性。當分子軌道或原子軌道上有落單的原子或電子時,就會産生順磁性。順磁性物質的主要特點是原子或分子中含有沒有完全抵消的電子磁矩,因而具有原子或分子磁矩。但是原子或分子磁矩之間并無強的相互作用,因此原子磁矩在熱騷動的影響下處于混亂排列狀态,原子磁矩互相抵消而無合磁矩。在同氧結合後便轉變為抗磁性,這兩種弱磁性的相互轉變就反映了生物體内的氧化和還原過程,因而其磁性研究成為這種重要生命現象的一種研究方法;如果目前醫學上有着重要應用的核磁共振成像技術發展到電子順磁共振成像技術,可以預料利用這一技術便可顯示生物體内順磁物質(如血紅蛋白和自由基等)的分布和變化,這會在生命科學和醫學上得到重要的應用。
    中文名:順磁性 外文名:paramagnetism 所屬學科:物理 學科:電磁學 遵守:Curie定律或Curie-Weiss定律 磁化率:正值 比反磁性:大1~3個數量級 遵循:居裡定律、居裡-外斯定率 X:10-5~10-3

定義

順磁性(paramagnetism)是指材料對磁場響應很弱的磁性。

簡介

1.用磁化率k=M/H來表示(M和H分别為磁化強度和磁場強度)的關系來看,磁化率是正的,即磁化強度的方向與磁場強度的相同,數量級在室溫時一般為10~10emu。

2.從原子結構來看,組成順磁性物體的原子、離子或分子具有未被電子填滿的内殼層,也就是說具有原子、離子或分子磁矩。但是,這些磁矩之間沒有相互作用,或者說,其相互作用與熱運動能量相比是可以忽略的,因此,在熱運動支配下,磁矩的取向是無規的。隻有在外界磁場作用下,按照統計分布,沿磁場方向有一定的磁矩分量。

原理

物質中具有不成對電子的離子、原子或分子時,存在電子的自旋角動量和軌道角動量,也就存在自旋磁矩和軌道磁矩。在外磁場作用下,原來取向雜亂的磁矩将定向,從而表現出順磁性。

特點

典型順磁性物質的基本特點是含有具有未滿殼層的原子或離子,具有一定的磁矩,是無規分布的原子磁矩在外磁場中的取向産生了順磁性。此外,傳導電子也具有一定的順磁性。

順磁性物質

順磁性物質也很多,常見的順磁性物質:n過渡族元素、稀土元素和锕系元素金屬:Mn,Cr,W,La,Nd,Pt,Pa等n含有以上元素的化合物:MnSO4,FeCl3,FeSO4,Gd2O3等n堿金屬和堿土金屬:Li,Na,K,Ru,Cs,Mg,Ca,Sr,Ban包含有奇數個電子的原子或分子:HCl,NO等有機化合物中的自由基n少數含有偶數個電子的化合物:O2,有機物中的雙自由基等

應用

順磁性有其重要的應用,從順磁物質的順磁性和順磁共振可以研究其結構,特别是電子組态結構;利用順磁物質的絕熱去磁效應可以獲得約1—10-3K的超低溫度;順磁微波量子放大器是早期研制和應用的一種超低噪聲的微波放大器,促進了激光器的研究和發明,在生命科學中,如血紅蛋白和肌紅蛋白在未同氧結合時為順磁性,同氧結合後轉變為抗磁性,這兩種弱磁性的相互轉變反映了生物體内的氧化還原過程,其磁性研究成為生命現象的一種方法;目前醫學上從核磁共振成像技術發展到電子順磁共振成像技術,可以顯示生物體内順磁物質如血紅蛋白和自由基等的分布和變化,此外某些測氧儀利用了順磁性的原理。

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