基本介紹
- 中文名：完全抗磁性
- 外文名：perfect diamagnetism
- 學科：電力工程
- 領域：工程技術
概念,發展歷史,理論詮釋,抗磁性,
概念
完全抗磁性是指磁場中的金屬處於超導狀態時，體內的磁感應強度為零的現象。這一現象由德國科學家邁斯納發現，因此又稱為邁斯納效應。超導體還是完全的抗磁體，外加磁場無法進入或(嚴格說是)大範圍地存在於超導體內部，這是超導體的另一個基本特性。
發展歷史
完全抗磁性是指磁場中的金屬處於超導狀態時，體內的磁感應強度為零的現象。這一現象是德國科學家邁斯納發現的，因此又稱為邁斯納效應。他在實驗中發現，放在磁場中的球形的錫在過渡到超導態的時候，錫球周圍的磁場都突然發生了變化，磁力線似乎一下子被排斥到導體之外。進一步研究發現，原來超導體表面能夠產生一個無損耗的抗磁超導電流，這一電流產生的磁場，恰巧抵消了超導體內部的磁場。
理論詮釋
一切物質都具有磁性，任何空間都存在磁場，只是強弱不同而已。磁化率k是材料的磁化強度M與外磁場強度H的比值。它的大小反映了物質磁化的難易程度，也是對物質磁性分類的主要依據。
物體的磁化強度M與磁場強度H的方向相反。從M=kH的關係來看，磁化率k是負的，原子磁化率的數量級約為10－5—10－6eMu。
抗磁性的本質是電磁感應定律的反映。外加磁場使電子軌道動量矩發生變化，從而產生了一個附加磁矩，磁矩的方向與外磁場方向相反。在磁場作用下，電子圍繞原子核的運動是和沒有磁場時的運動一樣，但同時疊加了一項軌道平面繞磁場方向的進動，即拉莫爾進動。
大多數物質的抗磁性被其順磁性所掩蓋，只有一小部分物質表現出抗磁性。惰性氣體原子表現出的抗磁性可直接測量。一些離子的抗磁性只能從其他測量結果中推算得到。這些物質的k抗的絕對值與原子序數Z成正比，並與外層電子的軌道半徑的平方成正比，與溫度的變化無關，稱為正常抗磁性。少數材料（如Bi，Sb）的k抗比較大（可達10－4—10－3量級），隨溫度上升變化較快，稱為反常抗磁性。早年曾用Bi做測量磁場的感測器材料。金屬中自由電子也具有抗磁性，並與溫度無關，稱朗道抗磁性。但因其絕對值為其順磁性的1/3，始終被掩蓋不易測量。在特殊條件下，金屬的抗磁性隨磁場的變化有振盪特徵，稱為德哈斯－范阿爾文效應，是費米面測量的重要方法。超導體中有超導電流時，存在邁斯納效應時具有很強的抗磁性，其抗磁磁導率為－4π。
抗磁性
抗磁性是指一種弱磁性。組成物質的原子中，運動的電子在磁場中受電磁感應而表現出的屬性。外加磁場使電子軌道動量矩繞磁場進動，產生與磁場方向相反的附加磁矩，故磁化率k抗為很小的負值（10－5—10－6量級）。因此，所有物質都具有抗磁性。
