گرافیت دیامغناطیس

مواد دیامغناطیس، موادی هستند که در اثر اعمال یک میدان مغناطیسی خارجی در آنها یک میدان مغناطیسی القایی در جهت مخالف ایجاد می شود و توسط میدان دفع می شوند. مواد پارامغناطیس برعکس این رفتار را از خود نشان می دهند.

مواد در میدان مغناطیسی از خود خاصیت های متفاوتی نشان می دهند، به همین دلیل آنها را می توان به چند گروه  تقسیم کرد.
- مواد پارا مغناطی
- مواد دیا مغناطیس
- مواد فرو مغناطیس

مولیبدنیت (Molybdenite) با فرمول شیمیایی MoS₂ از مجموعه کانی هاست و به صورت ورقه های کوچک قابل انعطاف و غیر قابل ارتجاع بوده و در لمس کردن آن حالت چرب دارد.

پیریت یا پیریت آهن که در متنهای کهن فارسی مارقشیشا نامیده می شود، یک کانی با فرمول شیمیایی FeS₂ است.

کلسیت یک کانی کربناته و پایدارترین کربنات کلسیم (CaCO₃) چندریخت است. کانی کلسیت به کانی هزارچهره معروف است و از کلسیم کربن و اکسیژن تشکیل شده و این کانی با اسید واکنش می دهد.

پگماتیت (pegmatite) یک نوع سنگ آذرین درونی است که به طور کامل متبلور شده و اندازه بلورهای آن بزرگتر از 2/5 سانتی متر می باشد.

مواد دیا مغناطیس باعث ضعیف شدن شار مغناطیسی شده و باعث می شوند جهت جریان های بنیادی در دیا مغناطیس واقع در میدان مغناطیسی خارجی چنان شود که میدان مغناطیسی آنها مخالف میدان خارجی باشد، در نتیجه اثر میدان مغناطیسی خارجی روی دیا مغناطیس ها مخالف اثر آنها روی مواد فرو مغناطیس و پارا مغناطیس است، یعنی مواد دیا مغناطیسی با آهن ربا دفع می شود.

دیامغناطیس یک پدیده بسیار کلی است، زیرا تمام الکترون های جفت شده، که شامل الکترونه ای یک اتم می باشد، همیشه یک سهم ضعیفی را در واکنش مواد ایجاد خواهد کرد بنابراین، برای موادی که هر شکل دیگری از مغناطیس را نشان می دهند، (مثل فرومغناطیس یا پارامغناطیس)، دیامغناطیس به صورت کامل مقاومت ناپذیر است. مثال هایی که اغلب رفتار مغناطیسی را ارائه می دهند، مواد دیامغناطیس یا اجسام دیامغناطیس نامیده می شوند.

خاصیت دیا مغناطیسی ظاهرا در تمام انواع ماده یافت می شود، ولی اثر آن غالبا بوسیله آثار قوی تر پارا مغناطیسی و یا فرو مغناطیسی که می توانند با این خاصیت همراه باشند، مخفی می شود. خاصیت دیا مغناطیسی خصوصا در مواردی بارز است که کلا از اتم ها یا یون هایی با پوسته های بسته الکترونی تشکیل شده باشند، زیرا در این موارد تمام تاثیرات پارا مغناطیسی حذف می شوند.

اختلاف رفتار در حالت های الکتریکی و مغناطیسی به این دلیل به وجود می آیند که دو قطبی های الکتریکی القایی و میدان الکتریکی خارجی هم جهت می باشند، اما دو قطب های مغناطیسی القایی در خلاف جهت میدان مغناطیسی خارجی قرار می گیرند. خاصیت دیامغناطیسی نمودی از قانون القای فاراده روی الکترون های اتم است. این واقعیت که گشتاور میدان مغناطیسی القا شده در خلاف جهت میدان مغناطیسی القا کننده است، نتیجه ای از اثر قانون لنز در مقیاس اتمی است.

قانون القای فارادی بیان می کند که هرگاه شار مغناطیسی گذرنده از یک مدار (مسیر بسته ای که دو سر آن به یک گالوانومتر حساس متصل است)، به نحوی تغییر کند، آن عمل باعث ایجاد یک نیروی محرکه القایی در مدار می شود که به وسیله گالوانومتر قابل مشاهده است. نیروی محرکه القایی با آهنگی که شار مغناطیسی گذرنده از مدار بر حسب زمان تغییر می کند، برابر است. البته لازم به ذکر است که نیروی محرکه القایی با مقدار منفی تغییرات شار مغناطیسی گذرنده از مدار متناسب است و این علامت منفی از قانون لنز حاصل می گردد.

گرافیت که یکی از آلوتروپ های کربن است، دیامغناطیس قوی می باشد.

در فیلم زیر شناور ماندن گرافیت را بر روی میدان مغناطیسی ملاحظه می فرمایید.

یک بخش نازکی از گرافیت Pyrolytic، که یک ماده دیامغناطیس قوی غیر معمول می باشد، می تواند به صورت ثابت در یک میدان مغناطیسی شناور باشد. این می تواند با تمام ترکیباتی در درجه حرارت اتاق انجام شود که یک شناوری بصری موثر از دیامغناطیس ها را ایجاد نماید. دانشگاه Radboud Nijmegen در Netherland، نتایجی را اجرا نموده اند که در کجا آب دیگر مواد، به صورت موفق شناور بودند. یک قورباغه زنده شناور بود. در سپتامبر 2009، آزمایشگاه Propulsiono Jet ناسا در Pasadena کالیفرنیا، اعلام داشت که آنها در شناور نمودن موش ها با استفاده از آهن ربای مافوق مادی موفق شدند. یک مرحله مهمی بود که موش ها از نظر زیستی به انسان ها شبیه تر از قورباغه ها بودند. آنها امید داشتند که نتایج مطابق با تأثیرات آزمایشگاهی استخوان و ماهیچه ها باشد. نتایج اخیر، رشد پروتئین ها را بررسی می کرد که منتها به روشی بود که با استفاده از آهن رباهای قوی بود که رشد را در چگالی زمین مقایسه شود.

فرومغناطیس

فرو مغناطیس، توانایی موادی خاص برای بروز میدان مغناطیس در غیاب میدان مغناطیسی خارجی است. این میدان، میدان مغناطیس خود به خود نامیده می شود و هنگامی که مواد فرو مغناطیس را در یک میدان مغناطیسی قرار می دهیم، آهنربا می شوند

پارامغناطیس ها

ذرات بنیادی پارا مغناطیس ها بدون اینکه میدان خارجی روی آنها تاثیر بگذارد خودشان مغناطیس (جریان هایب نیادی) می باشند.

پارامغناطیس ها گونه ضعیفی از خاصیت مغناطیسی می باشند. اتم های مواد پارامغناطیس گشتاور دو قطبی مغناطیسی دائمی دارند که در میدان مغناطیسی خارجی دو قطبی ها را با یکدیگر همسو کرده و میدان را تا اندازه ای تقویت می کنند.

گرافیت یکی از آلوتروپ های کربن است که به جهت نرم بودن و رنگ سیاهش در ساخت نوک مداد مورد استفاده قرار می گیرد. گرافیت ساختار لایه-لایه داشته و از قرار گرفتن 6 اتم کربن به صورت 6 ضلعی منتظم پدید آمده است.