顺磁性有什么作用，顺磁性是什么意思

很多朋友对顺磁性有什么作用，顺磁性是什么意思不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

顺磁性是指对磁场响应非常弱的材料的磁性。例如用磁化率k=M/H来表示（M和H分别是磁化强度和磁场强度）。由这个关系可知，磁化率k为正值，即磁化方向与磁场方向相同，其值约为10-6-10-3

有些原子核（如1H、7Li、11B、13C、17O等以及中子）具有磁矩，在磁场作用下会产生顺磁性，但其顺磁化率远小于电子对顺磁性的贡献，仅在10-6-10-10量级。因此，在讨论物质的顺磁性时，可以忽略原子核的顺磁性。

理论解释

从原子结构的角度来看，构成顺磁性物体的原子、离子或分子都有一个不充满电子的内壳。此类材料的原子、离子或分子中存在固有的磁矩，由于相互作用远小于热动能，且磁矩的方向是随机的，因此材料无法形成自发磁化。在经典理论中，磁矩可以在磁场中沿任何方向。所有这些材料中的原子或离子在磁场作用下都具有非常小的磁矩。例如，许多过渡金属和稀土元素的绝缘化合物、有机化合物中的自由基以及少数顺磁气体（如NO、O2），一般来说，磁化率随温度的变化遵循居里定律：=C/T，其中C称为居里常数，T为温度。

尽管有些材料中的磁矩存在交换效应，如铁磁和亚铁磁材料，但在居里温度以上，磁化率随温度的变化遵循居里-韦斯定律：=C/(T-TP)。其中TP称为材料的顺磁居里温度。对于铁磁性物质，交换相互作用为正，TP\u003e0；对于反铁磁物质，交换相互作用为负，TP\u003c0。

有些材料（如碱金属）不具有自发磁化，外层电子之间不存在交换相互作用，但会在磁场中产生感应磁矩，具有弱顺磁性。范弗莱克的量子理论指出，这是由于不对称原子或分子的电子云的极化，它不随温度而变化。这种类型的特性称为范弗莱克顺磁性。 [1]

在磁场作用下，正负自旋传导电子具有不同的能量，导致费米面附近有少量传导电子自旋反转，产生微弱的顺磁效应。金属中的自由电子会诱发顺磁性，称为泡利顺磁性。通过简单的能带模型可以计算出顺磁化率k=C/(TTP)=3nB2/EF，EF为费米能级。因此，一般来说，泡利顺磁性与温度无关，当温度很高时，泡利顺磁性随着T2的增加而减小。

在一些过渡金属和稀土金属及其合金中，漫游磁电子之间虽然存在一定的交换，但相互作用的强度尚未达到斯通纳增强条件，即UN(EF)1，其中U为电子相关能，N(EF)为费米表面态密度。因此不存在自发磁化，但顺磁性较大，称为交换增强顺磁性。

典型例子

典型的顺磁气体是O2，常见的顺磁体包括过渡金属盐、稀土金属盐和氧化物。当温度高于磁转变温度时，序列磁性（见铁磁）物质也表现出顺磁性，例如室温下除钆（Gd）以外的稀土金属。

金属如锂（Li）、钠（Na）等，这些顺磁性金属的磁化率与温度无关，这可以用量子力学来解释。

技术应用

顺磁性有其重要的应用。从顺磁性物质的顺磁性和顺磁共振可以研究其结构，特别是电子排布结构；利用顺磁物质的绝热退磁效应可以获得1-10-3K左右的超低温；顺磁微波量子放大器是早期开发应用的超低噪声微波放大器，促进了激光器的研究和发明。相互转化反映了生物体内的氧化还原过程，其磁性研究已成为生命现象的一种方法；目前，医学科学已从核磁共振成像技术发展到电子顺磁共振成像技术，可以显示生物体内顺磁性物质（如血红蛋白和自由基等）的分布和变化。另外，有些氧气表采用顺磁性原理。

除铁、钴、镍以外的碱金属元素和过渡元素均具有顺磁性。

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