Diamagnetismo

Levitazione della grafite pirolitica (materiale diamagnetico) per effetto di un campo magnetico.

Il diamagnetismo è una forma di magnetismo che alcune sostanze mostrano solo in presenza di campi magnetici, e si manifesta con una magnetizzazione avente stessa direzione ma verso opposto a quella associata al campo esterno applicato al materiale diamagnetico stesso.

Materiali diamagnetici rilevanti

Materiali	χv (10−5)
Superconduttori	−105
Carbonio pirolitico	−40.0
Bismuto	−16.6
Mercurio	−2.9
Argento	−2.6
Carbonio (diamante)	−2.1
Piombo	−1.8
Carbonio (grafite)	−1.6
Rame	−1.0
Acqua	−0.91

I materiali diamagnetici sono dunque sostanze che vengono debolmente respinte da un campo magnetico. Tutti i materiali mostrano un comportamento diamagnetico se sottoposti ad un campo magnetico, tuttavia quando questi materiali hanno altre proprietà magnetiche (come ferromagnetismo o paramagnetismo), l'effetto è trascurabile. Le sostanze che hanno comportamento diamagnetico sono, nell'esperienza comune, "non magnetiche" come l'acqua, la maggior parte delle sostanze organiche (DNA, oli, plastiche) e alcuni metalli come il mercurio, l'oro, il rame, l'argento ed il bismuto.

In particolare il diamagnetismo si osserva in quei materiali le cui molecole non posseggono un momento di dipolo magnetico proprio, ma la magnetizzazione si realizza solo per il fenomeno della precessione di Larmor.
La relazione che lega i vettori $\vec H$ e $\vec M$ è proporzionalmente lineare:

$\vec M = \chi_m \vec H$

dove $\chi_m$ è la suscettività magnetica che per materiali diamagnetici è una costante negativa. Segue

$\vec B = \mu_0 ( \vec H + \vec M ) = \mu_0 ( 1 + \chi_m ) \vec H = \mu \vec H$

dove $\mu = \mu_0 (1+\chi_m) = \mu_0 \mu_r$ è la permeabilità magnetica assoluta e $\mu_r = 1 + \chi_m$ la permeabilità magnetica relativa al materiale.

Storia

Nel 1778 S. J. Brugmans per primo osservò che il bismuto e l'antimonio venivano respinti dai campi magnetici. Tuttavia il termine diamagnetismo fu coniato dal Michael Faraday nel settembre 1845, quando scoprì che tutti i materiali in natura possiedono una componente diamagnetica in risposta ad un campo magnetico esterno applicato.

Voci correlate

• Campo magnetico
• Magnetismo nella materia
• Ferromagnetismo
• Paramagnetismo

Portale Chimica

Portale Elettromagnetismo