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Lexikon Physik

Paramagnetismus

Der Paramagnetismus ist eine Form des Magnetismus, bei der ein Stoff ohne äußeres Magnetfeld keine messbare Magnetisierung aufweist, in Anwesenheit eines äußeren Magnetfelds jedoch spürbare magnetisiert wird, wodurch das äußere Magnetfeld verstärkt wird. Typische paramagnetische Substanzen sind Chrom, Platin, (flüssiger) Sauerstoff und Aluminium.

Die Atome oder Moleküle eines Paramagnetikums besitzen permanente magnetische Momente. Ohne äußeres Magnetfeld sind die magnetischen Dipole bei Zimmertemperatur aufgrund von Wärmebewegungen willkürlich ausgerichtet, sodass keine Magnetisierung messbar ist. Im äußeren Magnetfeld dreht sich ein Teil der magnetischen Dipole in Feldrichtung. Dieser Anteil ist umso höher, je stärker das äußere Magnetfeld ist. Mit der magnetischen Suszeptibilität \(\chi_\text m\) und der Permeabilitätszahl \(\mu_\text r\) gilt:

\(\vec B = (1 + \chi_\text m) \cdot \vec B_0 = \mu_\text r \cdot \vec B_0\)

Der Verstärkung des äußeren Magnetfelds wirkt die Wärmebewegung entgegen, welche die Ordnung der magnetischen Momente durcheinanderzubringen versucht. Je höher die Temperatur T des Stoffs ist, desto stärker wird diese Beeinflussung. \(\chi_\text m\) ist deshalb temperaturabhängig. Mit der Materialkonstante C, der Curie-Konstante (nach P. Curie) so ergibt sich der folgende Zusammenhang, der auch Curie-Gesetz genannt wird:

\(\chi_\text m = \dfrac C T\)

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