PARAMAGNETISME: PENYEBAB, BAHAN PARAMAGNETIK, CONTOH - FISIK - 2025

The paramagnetism adalah bentuk magnet yang bahan-bahan tertentu yang lemah tertarik dengan medan magnet luar dan membentuk medan magnet internal yang diinduksi dalam arah yang diterapkan medan magnet.

Bertentangan dengan apa yang sering dipikirkan banyak orang, sifat magnet tidak hanya terbatas pada zat feromagnetik. Semua zat memiliki sifat magnet, bahkan dengan cara yang lebih lemah. Zat ini disebut paramagnetik dan diamagnetik.

Dengan cara ini, dua jenis zat dapat dibedakan: paramagnetik dan diamagnetik. Di hadapan medan magnet, paramagnetik tertarik ke zona di mana intensitas medan lebih besar. Sebaliknya, diamagnetik tertarik ke wilayah lapangan yang intensitasnya paling rendah.

Ketika di hadapan medan magnet, bahan paramagnetik mengalami jenis tarikan dan tolakan yang sama dengan magnet. Namun, ketika medan magnet menghilang, entropi mengakhiri keselarasan magnet yang telah diinduksi.

Dengan kata lain, bahan paramagnetik tertarik ke medan magnet, meskipun tidak menjadi bahan magnet permanen. Beberapa contoh zat paramagnetik antara lain: udara, magnesium, platina, aluminium, titanium, tungsten, dan litium.

Penyebab

Paramagnetisme disebabkan oleh fakta bahwa material tertentu terdiri dari atom dan molekul yang memiliki momen magnet permanen (atau dipol), bahkan ketika mereka tidak berada di hadapan medan magnet.

Momen magnet disebabkan oleh putaran elektron yang tidak berpasangan dalam logam dan bahan lain yang memiliki sifat paramagnetik.

Dalam paramagnetisme murni, dipol tidak berinteraksi satu sama lain, tetapi diorientasikan secara acak tanpa adanya medan magnet eksternal sebagai akibat dari agitasi termal. Ini menghasilkan momen magnet nol.

Namun, ketika medan magnet diterapkan, dipol cenderung sejajar dengan medan yang diterapkan, menghasilkan momen magnet bersih ke arah medan itu dan menambah momen magnet luar.

Dalam kedua kasus tersebut, kesejajaran dipol dapat diatasi oleh pengaruh suhu.

Dengan cara ini, ketika material dipanaskan, agitasi termal mampu melawan efek medan magnet pada dipol dan momen magnet mengubah orientasi dirinya sendiri dengan cara yang kacau, mengurangi intensitas medan induksi.

Hukum Curie

Hukum Curie dikembangkan secara eksperimental oleh fisikawan Prancis Pierre Curie pada tahun 1896. Hukum ini hanya dapat diterapkan jika ada suhu tinggi dan zat paramagnetik berada di hadapan medan magnet yang lemah.

Ini karena gagal menggambarkan paramagnetisme ketika sebagian besar momen magnet selaras.

Hukum menyatakan bahwa magnetisasi bahan paramagnetik berbanding lurus dengan intensitas medan magnet yang diterapkan. Inilah yang dikenal sebagai Hukum Curie:

M = X ∙ H = CH / T

Dalam rumus di atas M adalah magnetisasi, H adalah kerapatan fluks magnet dari medan magnet yang diterapkan, T adalah suhu yang diukur dalam derajat Kelvin dan C adalah konstanta yang spesifik untuk setiap bahan dan disebut konstanta Curie.

Mengamati hukum Curie juga menunjukkan bahwa magnetisasi berbanding terbalik dengan suhu. Untuk alasan ini, saat material dipanaskan, dipol dan momen magnet cenderung kehilangan orientasi yang diperoleh dengan adanya medan magnet.

Bahan paramagnetik

Bahan paramagnetik adalah semua bahan dengan permeabilitas magnetis (kemampuan suatu zat untuk menarik atau menyebabkan medan magnet melewatinya) mirip dengan permeabilitas magnetik ruang hampa. Bahan semacam itu menunjukkan tingkat feromagnetisme yang dapat diabaikan.

Dalam istilah fisik, dinyatakan bahwa permeabilitas magnetik relatifnya (hasil bagi antara permeabilitas material atau medium dan permeabilitas ruang hampa) kira-kira sama dengan 1, yang merupakan permeabilitas magnetik ruang hampa.

Di antara bahan paramagnetik ada jenis bahan tertentu yang disebut superparamagnetik. Meskipun mengikuti Hukum Curie, material ini memiliki nilai konstanta Curie yang cukup tinggi.

Perbedaan antara paramagnetisme dan diamagnetisme

Michael Faraday-lah yang, pada bulan September 1845, menyadari bahwa pada kenyataannya semua bahan (bukan hanya bahan feromagnetik) bereaksi terhadap keberadaan medan magnet.

Bagaimanapun, kenyataannya adalah bahwa sebagian besar zat bersifat diamagnetik, karena pasangan elektron yang berpasangan - dan oleh karena itu dengan putaran yang berlawanan - sangat mendukung diamagnetisme. Sebaliknya, hanya jika ada elektron yang tidak berpasangan barulah terjadi diamagnetisme.

Baik bahan paramagnetik dan diamagnetik memiliki kerentanan yang lemah terhadap medan magnet, tetapi sementara di yang pertama itu positif, yang terakhir itu negatif.

Bahan diamagnetik sedikit ditolak oleh medan magnet; di sisi lain, paramagnetik tertarik, meski juga dengan sedikit kekuatan. Dalam kedua kasus tersebut, ketika medan magnet dilepaskan, efek magnetisasi menghilang.

Seperti yang telah disebutkan, sebagian besar elemen yang menyusun tabel periodik bersifat diamagnetik. Jadi contoh zat diamagnetik adalah air, hidrogen, helium dan emas.

Aplikasi

Karena bahan paramagnetik memiliki perilaku yang mirip dengan vakum tanpa adanya medan magnet, aplikasinya dalam industri agak terbatas.

Salah satu aplikasi paramagnetisme yang paling menarik adalah Electronic Paramagnetic Resonance (RPE), yang banyak digunakan dalam fisika, kimia dan arkeologi. Ini adalah teknik spektroskopi yang memungkinkan untuk mendeteksi spesies dengan elektron tak berpasangan.

Teknik ini diterapkan dalam fermentasi, dalam industri pembuatan polimer, untuk pemakaian oli motor dan dalam pembuatan bir, di antara area lainnya. Demikian pula, teknik ini banyak digunakan dalam penanggalan peninggalan arkeologi.

Referensi

1. Paramagnetisme (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari es.wikipedia.org.
2. Diamagnetisme (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari es.wikipedia.org.
3. Paramagnetisme (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari en.wikipedia.org.
4. Diamagnetisme (nd). Di Wikipedia. Diperoleh pada 24 April 2018, dari en.wikipedia.org.
5. Chang, MC "Diamagnetisme dan paramagnetisme" (PDF). Catatan kuliah NTNU. Diakses tanggal 25 April 2018.
6. Orchard, AF (2003) Magnetokimia. Oxford University Press.