順じゅん磁性じせい

液えき態たい氧涓流りゅう被ひ磁场偏へん轉てん，顯示けんじ出で其順磁性じせい。

順じゅん磁性じせい（Paramagnetism）指ゆび的てき是ぜ一いち種しゅ材料ざいりょう的てき磁性じせい狀態じょうたい。有ゆう些材料りょう可か以受到外部がいぶ磁场的てき影かげ响，产生跟外部ぶ磁場じば同樣どうよう方向ほうこう的てき磁化じか向こう量りょう的てき特性とくせい。这样的てき物ぶつ质具有正ありまさ的てき磁化じか率りつ。与あずか順じゅん磁性じせい相反あいはん的てき现象被ひ称しょう为抗こう磁性じせい。

原理げんり

没ぼつ有ゆう外部がいぶ磁場じば时的順じゅん磁性じせい物質ぶっしつ的てき簡圖

在ざい弱じゃく磁場じば中ちゅう的てき順じゅん磁性じせい物質ぶっしつ的てき簡圖

在ざい强きょう磁場じば中ちゅう的てき順じゅん磁性じせい物質ぶっしつ的てき簡圖

順じゅん磁性じせい物質ぶっしつ可か以被看み作さく是ぜ由よし許多きょた微小びしょう的てき磁棒組成そせい的てき，这些磁棒可か以旋轉せんてん，但ただし是ぜ無法むほう移動いどう。這樣的てき物質ぶっしつ受到外部がいぶ磁場じば的てき影響えいきょう後ご其磁棒ぼう主要しゅよう順じゅん磁力じりょく線せん方向ほうこう排列はいれつ，但ただし是ぜ這些磁棒互相之の间不影響えいきょう。熱ねつ振動しんどう不斷ふだん地ち使し得とく磁棒的てき方向ほうこう重おも新しん排列はいれつ，因いん此磁棒ぼう指向しこう不ふ排列はいれつ比ひ排列はいれつ的てき可能かのう性せい高だか。因よし此磁力りょく線せん的てき强度きょうど越こし强つよし順じゅん磁性じせい物質ぶっしつ内ない磁棒的てき排列はいれつ性せい就越强きょう。

以上いじょう模型もけい當然とうぜん只ただ是ぜ一いち個こ簡化的てき模型もけい。實際じっさい上うえ順じゅん磁性じせい物質ぶっしつ内部ないぶ并没有ゆう小しょう磁棒，而是微ほろ觀かん的てき磁矩。在ざい順じゅん磁性じせい物質ぶっしつ中ちゅう這些磁矩互相之の間あいだ不ふ影響えいきょう。然しか而與鐵てつ磁性じせい不同ふどう的てき是ぜ在ざい順じゅん磁性じせい物ぶつ质中外部がいぶ磁場じば消失しょうしつ後ご物質ぶっしつ内ない的てき磁場じば立りつ刻こく就由于熱運動うんどう消失しょうしつ了りょう。磁化じか向こう量りょう$M$與あずか磁場じば强度きょうど$H$成なり正せい比ひ

$\left.M=\chi H\right.$, $\left.\chi >0\right.$。

物質ぶっしつ的てき磁化じか率りつ$\chi$越えつ高だか，它就越えつ容易ようい被ひ磁化じか。因よし此磁化じか率りつ是ぜ衡量順じゅん磁性じせい的てき强度きょうど的てき量りょう。由よし於磁化じか率りつ和わ相對そうたい磁導率りつ之これ間あいだ有ゆう以下いか簡單かんたん關係かんけい$\mu _{r}=\chi +1$磁導率りつ往往おうおう也被看み作さく是ぜ衡量順じゅん磁性じせい的てき量りょう。

假かり如磁矩之のりゆき間あいだ有ゆう耦合的まと話ばなし，物質ぶっしつ内ない就會產さん生せい磁性じせい有ゆう序じょ狀態じょうたい，在ざい這種情況じょうきょう下か磁化じか率りつ會かい非常ひじょう複雜ふくざつ，因いん此這樣さま的てき物質ぶっしつ不ふ再さい是ぜ順じゅん磁性じせい的てき。總そう的てき來らい說せつ這樣的てき物質ぶっしつ的てき磁性じせい有ゆう序じょ狀態じょうたい在ざい一個阈温度以上會被破壞，由よし於物質ぶっしつ中ちゅう依然いぜん有ゆう磁矩，因いん此在這個溫度おんど以上いじょう的てき物質ぶっしつ呈てい順じゅん磁性じせい。

鐵てつ磁性じせい物質ぶっしつ均ひとし擁よう有ゆう極大きょくだい的てき磁化じか率りつ，但ただし是ぜ大だい的てき磁化じか率りつ不ふ一定就說明一个物質是鐵てつ磁性じせい的てき。

分ぶん类

从经典てん物理ぶつり学がく出で发物质的順じゅん磁性じせい无法完全かんぜん被ひ解かい释，只ただ有ゆう从量子力学りょうしりきがく出で发这个特征せい才能さいのう被ひ完全かんぜん理解りかい。对于磁学最さい重要じゅうよう的てき认识是ぜ一いち个原子げんし状じょう态的总角すみ动量${\vec {J}}$总是与あずか其磁矩のり${\vec {\mu }}$相あい连的：

${\vec {\mu }}=-g\mu _{\mathrm {B} }{\vec {J}}$

在ざい这里$g$是ぜ電子でんし自じ旋g因數いんすう，$\mu _{\mathrm {B} }$是これ玻尔磁子。原子げんし的てき总角动量由よし以下いか三さん部分ぶぶん组成：

1. 自じ旋
2. 电子的てき角すみ量子りょうこ数すう
3. 核かく子こ的てき核かく自じ旋。

核かく自じ旋导致的磁矩非常ひじょう弱じゃく，对磁化じか率りつ基本きほん上じょう没ぼつ有ゆう多少たしょう作用さよう，因いん此这个量一般いっぱん不ふ被ひ顾及，不ふ过这个量还是可か以被测量得え到いた的てき，医学いがく中ちゅう使用しよう的てき核かく磁共振きょうしん成なり像ぞう就是测量这个量りょう获得的てき。

以下いか各かく个因素もと均ひとし对磁化じか率りつ有ゆう重要じゅうよう的てき作用さよう。在ざい物もの质内也总是ぜ有ゆう抗こう磁性じせい的てき因いん素もと存在そんざい，因いん此一个物质最终是否是順磁性要看所有因素的总和。但ただし是ぜ原子げんし在ざい基もと态下的てき磁矩所しょ提供ていきょう的てき順じゅん磁性じせい一般来说是最大的。假かり如一个物质的原子在基态下其磁矩呈順磁性，则一般这个物质是順磁性的。

原子はらこ基はじめ态下的てき磁矩

一いち个原子げんし在ざい基もと态下した的てき总角动量可か以通过洪ひろし德定とくさだ则来らい理り论确定じょう。最さい重要じゅうよう的てき规则是ぜ一いち个完全ぜん饱和和わ除じょ一个电子外半饱和的电子层的总角动量为零。在ざい其它情じょう况下原子げんし拥有一いち个磁矩のり。

居きょ里さと定律ていりつ描写びょうしゃ这个量りょう与あずか温度おんど之の间的关系

$\chi _{\mathrm {Langevin} }={\frac {C}{T}}$

$C$是これ居きょ里さと常数じょうすう。

自由じゆう电子的てき磁矩

在ざい金属きんぞく中ちゅう电子实际上じょう可か以自由じゆう运动。理り论上所有しょゆう的てき电子都と有ゆう其自己じこ的てき磁矩，但ただし是ぜ出で于泡あわ利り不ふ相あい容よう原理げんり只ただ有可ゆか以自由じゆう运动的てき电子才能さいのう够在将はた它们的てき磁矩指向しこう磁场方向ほうこう，这样的てき电子的てき数量すうりょう与あずか$T/T_{\mathrm {F} }$成なり正せい比ひ，其中$T_{\mathrm {F} }$是これ费米温度おんど：

$\chi _{\mathrm {Pauli} }\sim {\frac {C}{T}}\cdot {\frac {T}{T_{\mathrm {F} }}}={\frac {C}{T_{\mathrm {F} }}}$

精せい确的计算显示它还随ずい外部がいぶ磁场强度きょうど而变化か。

原子げんし受激态的磁矩

在ざい受激态下しも即そく使し在ざい基もと态总角かく动量为零的てき原子げんし也可能かのう获得角かく动量。由よし于在绝对零れい度ど以上いじょう物もの质中总是有ゆう基もと态以上じょう的てき原子げんし，因いん此在所有しょゆう物ぶつ质中均ひとし有ゆう一定いってい的てき原子げんし角かく动量。但ただし是ぜ只ただ有ゆう在ざい分子ぶんし晶あきら体たい中ちゅう这个量りょう才ざい会かい达到一定いってい的てき大小だいしょう。在ざい有ゆう些物质中它甚至いたり会かい强きょう于基态的磁矩。要よう计算分子ぶんし中なか的てき受激态的磁矩很困难。

超ちょう顺磁性せい

主しゅ条目じょうもく：超ちょう顺磁性せい

有ゆう晶あきら粒つぶ的てき铁磁性せい的てき固体こたい的てき磁性じせい与あずか其晶あきら粒つぶ度たび有ゆう关。晶あきら粒つぶ度ど越えつ小しょう，每まい个晶粒つぶ内的ないてき外そと磁畴的てき数量すうりょう就越少しょう。晶あきら粒つぶ度ど小しょう于一个阈值后きさき每ごと个晶粒つぶ只ただ有ゆう一いち个外磁畴，因いん为这样晶体内たいない的てき能のう量りょう最低さいてい。在ざい这种情じょう况一个晶粒内所有的原子的磁矩均指向同一方向。假かり如晶粒つぶ继续缩小到いた一个阈值以下的话在绝对零度以上热运动会破坏铁磁性，一个晶粒中的所有原子无法将其总磁矩指向同一方向。整せい个固体こたい呈てい顺磁性せい，但ただし是ぜ这个顺磁性せい有ゆう一いち个特殊とくしゅ点てん：指向しこう外部がいぶ磁场的てき磁矩的てき数量すうりょう与あずか外部がいぶ磁场的てき强度きょうど不ふ呈てい正せい比ひ，其数量すうりょう块状增加ぞうか。这个不ふ寻常的てき顺磁性せい被ひ称しょう为超顺磁性せい。

例れい子こ

碱金属きんぞく

碱金属きんぞく的てき电子层由惰性だせい气体电子层加上じょう一いち个s电子组成。按照洪ひろし德定とくさだ则它们在基もと态下有ゆう磁矩，这个磁矩提供ていきょう很强的てき磁化じか率りつ，因いん此碱金属きんぞく是ぜ顺磁性せい的てき。

碱土金属きんぞく

碱土金属きんぞく有ゆう两个s电子，因いん此其电子层饱和わ，但ただし是ぜ它们属ぞく于金属きんぞく，因いん此拥有ゆう自由じゆう电子。除じょ铍外そと其自由じゆう电子导致的てき顺磁性せい强きょう于抗磁性じせい，因いん此它们均是ぜ弱じゃく顺磁性せい物ぶつ质。

稀まれ土ど金属きんぞく

稀まれ土ど金属きんぞく是ぜ制せい造づくり磁铁时最重要じゅうよう的てき合金ごうきん物ぶつ质，原因げんいん是ぜ稀まれ土ど金属きんぞく不ふ饱和的てき电子层不是ぜ最さい外部がいぶ的てき电子层，而是内部ないぶ的てき电子层（f层），因いん此它们对于原子げんし的てき化学かがく性能せいのう没ぼつ有ゆう影かげ响。几乎所有しょゆう的てき稀まれ土ど金属きんぞく是ぜ顺磁性せい的てき，但ただし是ぜ其磁化じか率りつ不同ふどう。通つう过它们合金きん可か以成为非常ひじょう强的ごうてき磁铁。

分子ぶんし

分子ぶんし一般拥有饱和的电子层，而且不ふ是ぜ金属きんぞく，因いん此它们一般只有很弱的、由ゆかり于受激げき态导致的顺磁性せい。一些顺磁性的材料包括：

• 二に氧化氮
• 氧气

磁铁矿

磁铁矿（Fe₃O₄）一般いっぱん呈てい铁磁性せい，但ただし是ぜ颗粒小しょう于20至いたり30纳米的てき磁铁矿在室温しつおん下か呈てい超ちょう顺磁性せい。在ざい外部がいぶ磁场的てき影かげ响下其所有しょゆう磁矩均ひとし顺磁场方向ほうこう排列はいれつ。但ただし是ぜ在ざい外部がいぶ磁场消失しょうしつ后きさき热运动足以使其粒子りゅうし的てき磁化じか消失しょうしつ为零。

參まいり見み

• 磁化じか曲線きょくせん

参考さんこう文献ぶんけん

• paramagnetism （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）. Encyclopædia Britannica.

外部がいぶ链接

• 中国ちゅうごく科か普ふ博はく览，磁学馆 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）