班级光电三乙.ppt

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,4,*,順磁性和反磁性,班級：光電三乙,組員：,499L0032,施品丞、,499L0018,段孟佑,499L0072,吳俊毅、,499L0107,余家興,老師：陳美利 老師,4,目錄,一、,磁性的起源,P2,二、磁化率,P3,三、何謂,順磁性,、,反磁性,P4P7,四、反磁性與順磁性的差異,P8,五、,順磁性,、,反磁性物質,P9P12,六、,順磁性,和,反磁性,的,應用,P1315,七、參考資料,P16,1,磁性的起源,磁從古代西元前就在中國及西方發現它的存在，不過當時認為他是一個奇物，而不知道這個就是磁，直到公元,12,世紀發現擁有磁力的磁鐵在無外力下會指向固定方向，而作為指南針做使用。,到了,19,世紀，物理學家又研究出磁與電的關係，進而發現並計算出有關磁力與電力大小的對應關係及公式。,2,磁化率（,magnetic susceptibility,）,當物質置於外加磁場,H,時，它的,磁化強度,M,將會發生變化。,兩者之間的關係可以下列公式表示,M=,H,稱為物質的磁化率,3,順磁性（,paramagnetism,）,順磁性的磁化率,為很小的正數，通常在,10,-3,10,-6,之間，與反磁性一樣為弱磁性，但其磁化方向與外加磁場相同。,構成順磁性的原因是因為,原子或分子內有不成對電子出現,，使順磁性物質中,每個原子的淨磁矩並不為零,，但由於原子與原子之間的磁矩方向不一而互相抵消，所以整體而言順磁性物質的淨磁矩為零，而不具有磁性。,4,順磁性的特性,當外加一磁場時，這種不成對的電子易受外加磁場的影響而旋轉，使這些原子磁矩順著外加磁場方向而排列，因而產生了與外加磁場方向相同的淨磁矩。,5,外加磁場方向,反磁性（,diamagnetism,）,反磁性的磁化率,為一極小負值，,通常在,-10,-5,左右。,反磁性效應的發生，是由於電子軌道運,動的結果。,由於反磁性物質中每一個電子軌道上的,電子都是成對的，亦即每一個軌道上都有,二個自旋相反的電子，個別電子繞行原子,核所產生的磁矩會相互抵消，因此使得反,磁性物質本身並不具有磁性，且其淨磁矩,為零。,6,反磁性的特性,當外加一磁場於此物質時，軌道上的電,子會失去平衡，使電子的軌道角動量改變，,而產生一淨磁矩，由冷次（,Lentz,）定律得,知，此淨磁矩的方向應與外加磁場的方向相反。,7,外加磁場方向,物質內部,電子軌道,原子間的,淨磁距,磁化率與,溫度的關係,反磁性物質,每一個電子軌道上的電子都是成對的,電子繞行原子核所產生的磁矩會相互抵消,不受溫度影響,順磁性物質,原子或分子內有不成對電子出現,每個原子的淨磁矩並不為零，但由於原子與原子之間的磁矩方向不一而互相抵消,淨磁矩會受熱擾動影響，而使得原子磁矩的排列受到破壞,反磁性與順磁性的差異,8,順磁性物質,當以磁鐵靠近某,物質時,：,若物質產生和磁鐵,的,磁場相,同,方向,的,磁性,，則,稱該物質,具有,順磁性,。,9,B,B,S,N,S,N,N,S,順磁性產生示意圖,:,順磁性物質,常見的順磁物質有氧氣、金屬鉑,(,白金,),、一氧化氮、含摻雜原子的半導體如摻磷,(P),或砷,(As),的,矽,(Si),、由幅照產生位錯和缺陷的物質等。,還有含導電電子的金屬如鋰,(Li),、鈉,(Na),等，這些順磁,(,性,),金屬的順磁磁化率卻與溫度無關，這種金屬的特殊順磁性是可以用量子力學解釋的。,10,反磁性物質,11,當以磁鐵靠近某,物質時,：,若物質產生和磁鐵,的,磁場相反方向,的,磁性,，則,稱該物質,具有,反磁性,。,A,S,N,A,S,N,S,N,反磁性產生示意圖,:,反磁性物質,通常每個物質都同時存在有順磁性跟,反,磁性，但,反磁,性實在是非常不明顯，如果東西又有強烈的順磁性，那幾乎是看不到,反,磁性的，所以,反,磁性物質通常都是大家認為，對磁力沒有反應的物質，像是水、,DNA,、,石油,、,塑膠,、,水銀,等。,另外，許多超導體在低於臨界溫度之時，也會具有,反,磁性，其內部沒有磁力線通過，將外加磁場隔絕在外。,12,順磁性的應用,(1),順磁性雖是一種弱磁性，但也有其重要,的應用，例如，從順磁物質的順磁性和順,磁共振,可以研究其結構，特別是電子組態結構；利用順磁物質的絕熱退磁效應可以獲得約,1-10-3K,的超低溫度，這是一種產生超低溫度的重要方法,。,13,順磁性的應用,(2),在順磁性和順磁共振基礎上發展起來的順磁微波量子放大器，促進了激光器的研究和發明,。,在生命科學方面，如,血紅蛋白,和,肌紅蛋白,在未同氧結合時為順磁性，但在同氧結合后便轉變為抗磁性，這兩種弱磁性的相互轉變就反映了生物體內的氧化和還原過程，因而其磁性研究成為這種重要生命現象的一種研究方法,。,14,反磁性的應用,磁浮列車,:,大家都知道磁浮列車是利用磁力漂浮在地面上，不與地面接觸，因此沒有摩擦力的影響，若使用具逆磁性的超導體的話，將可以比浮得普通的電磁鐵更高，速度可以更快，且更為安全。,遮罩,:,有許多精密的儀器，容易被外在的磁場干擾，如果用超導體包覆儀器的話，超導體的逆磁性將隔絕外界的磁場，使測量更精準，也保護儀器。,15,參考文獻,1.,維基百科,-,磁,zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A3%81,2.,磁性物質（,）,反磁性、順磁性,1highscope.ch.ntu.edu.tw/,wordpress/?p=22512,3.,順磁性應用,cht.a-