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Diamagnetisch - was versteht man darunter?

Kann es bei "magnetisch" eigentlich noch Unterschiede geben? Entweder ist doch ein Körper magnetisch oder nicht. Tatsächlich gibt es unterschiedliche Arten von Magnetismus, "diamagnetisch" ist eine davon.

Ferromagnetismus ist die bekannteste Magnetform.
Ferromagnetismus ist die bekannteste Magnetform.

Magnetismus - Elektronenbewegungen erzeugen ihn

  • Die meisten Menschen kennen nur den bekannten Ferromagnetismus der aus Eisen (Kobalt, Nickel oder speziellen Legierungen) bestehenden Permanentmagneten. Dieses Verhalten wird im Alltag (und von Nichtphysikern) einfach als "magnetisch" bezeichnet.
  • Mit diesen schon im Altertum bekannten Permanentmagneten (Magneteisenstein, Magnetit) lassen sich dann weitere Körper, die Eisen enthalten, für einige Zeit magnetisieren.
  • Darüber hinaus verhalten sich viele weitere Stoffe magnetisch, wenn auch nicht so deutlich und ausgeprägt wie diese Ferromagneten.
  • Grundlage für magnetisches Verhalten sind kleine Kreisströme, die auf atomarer Ebene stattfinden. Dies sind die Elektronen, die als geladene Teilchen um den Atomkern kreisen und zudem noch um ihre eigene Achse rotieren (auch Elektronenspin genannt). Diese beiden Bewegungen können in einem vereinfachten Bild zur Erklärung der magnetischen Eigenschaften herangezogen werden.

Diamagnetisch - was ist das?

  • Auch zunächst magnetisch neutrale Atome zeigen eine Wirkung, wenn man sie in ein äußeres Magnetfeld bringt.
  • In diesem Fall bauen die Bewegungen der Elektronen im Stoff ein kleines Gegenfeld auf, das das äußere Feld abschwächt. Im Inneren ist also das Feld kleiner als außen.
  • Bringt man solche Stoffe (bekannteste Vertreter sind Kohlenstoff und Wismut) in ein inhomogenes Feld, so werden sie aus dem Feld herausgedrängt. Schon Michael Faraday erkannte dies und prägte die Bezeichnung "diamagnetisch".
  • Prinzipiell sind alle Stoffe diamagnetisch, die sehr kleinen Effekte werden jedoch häufig durch den viel größeren Paramagnetismus und vor allem bei Eisen, Kobalt und Nickel durch den bekannten Ferromagnetismus überdeckt.
  • Zur Ergänzung: Besitzt das Atom beispielsweise eine ungerade Anzahl von Elektronen, so stellt vom Modell her jedes Atom einen kleinen Elementarmagneten dar, der sich in einem äußeren Feld ausrichtet und dieses Feld daher verstärkt. Bekannte paramagnetische Vertreter sind Kobaltchlorid und Chlorwasserstoff.
  • Bei den ferromagnetischen Stoffen endlich bilden die paramagnetischen Atome größere, aneinander gekoppelte Bereiche, die sich nach dem äußeren Magnetfeld ausrichten (sog. Weissche Bezirke).
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