顺磁性与反磁性
顺磁性与反磁性:
电子自旋产生磁场，分子中有不成对电子时，各单电子平行自旋，磁场加强。这时物质呈顺磁性。
凡有未成对电子的分子，在外加磁场中必须磁场方向排列，分子的这种性质叫顺磁性，具有这种性质的物质称顺磁性物质，反之，为反磁性。
看分子的最外层电子,如果总数是奇数,就一定顺磁性,如果是偶数,要具体看MO,如果有单电子就顺磁性
磁性的计算:u=(n*(n+2))^1/2(n:单电子数)
有未成对电子的原子分子或离子是顺磁性的，无未成对的原子分子或离子是反磁性的顺磁性,如Na，Al，液态O
2
顺磁性物质的主要特征是，不论外加磁场是否存在，原子内部存在永久磁矩。但在无外加磁场时，由于顺磁物质的原子做无规则的热振动，宏观看来，没有磁性；在外加磁场作用下，每个原子磁矩比较规则地取向，物质显示极弱的磁性。磁化强度与外磁场方向一致，为正，而且严格地与外磁场H成正比。顺磁性物质的磁性除了与H有关外，还依赖于温度。其磁化率H与绝对温度T成反比。
抗磁性（也叫反磁性、逆磁性）如H
2O,SiO
2
,AlCl
3
当磁化强度M为负时，固体表现为抗磁性。Bi、Cu、Ag、Au等金属具有这种性质。在外磁场中，这类磁化了的介质内部的磁感应强度小于真空中的磁感应强度M。抗磁性物质的原子（离子）的磁矩应为零，即不存在永久磁矩。当抗磁性物质放入外磁场中，外磁场使电子轨道改变，感生一个与外磁场方向相反的磁矩，表现为抗磁性。所以抗磁性来源于原子中电子轨道状态的变化。抗磁性物质的抗磁性一般很微弱，磁化率H一般约为-10-5，为负值
顺磁性抗磁性铁磁性
原子物理学 顺磁性，抗磁性，铁磁性 指导教师：XXX 专业：XXXX 学号：XXXXXXXXXX 姓名：XXX XXXX大学 XXXX年X月X日
顺磁性，抗磁性，铁磁性 摘要： 一些物质放在磁场中经过磁化后，它的宏观磁矩方向同磁场方向相反，此类物质称为抗磁性的；另一些物质放在磁场中经过磁化后，它的宏观磁矩方向同磁场方向相同，此类物质称为顺磁性的；而某些物质，如铁、钴、镍以及一些稀土元素和许多氧化物，在受到外磁场磁化后，显出比顺磁性强的很多的磁性，在失去磁场后，还保留磁性，这种现象称为铁磁性。 关键词：顺磁性，抗磁性，铁磁性 一、顺磁性 简介：顺磁性物质的磁化率为正值，比反磁性大1～3个数量级，X约10^-5～10^-3，遵守Curie定律或Curie-Weiss定律。物质中具有不成对电子的离子、原子或分子时，存在电子的自旋角动量和轨道角动量，也就存在自旋磁矩和轨道磁矩。在外磁场作用下，原来取向杂乱的磁矩将定向，从而表现出顺磁性。 定义：顺磁性是一种弱磁性。当分子轨道或原子轨道上有落单的原子或电子时，就会产生顺磁性。顺磁(性)物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩，因而具有原子或分子磁矩。但是原子(或分子)磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用)，因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列状态，原子磁矩互相抵消而无合磁矩。但是当受到外加磁场作用时，这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热骚动作用使其趋向混乱排列，因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量。这样便使磁化率(磁化强度与磁场强度之比)成为正值，但数值也是很小,一般顺磁物质的磁化率约为十万分之一(10^-5)，并且随温度的降低而增大。 原理：顺磁性物质可以被看作是由许多微小的磁棒组成的，这些磁棒可以旋转，但是无法移动。这样的物质受到外部磁场的影响后其磁棒主要顺磁力线方向排列，但是这些磁棒互相之间不影响。热振动不断地使得磁棒的方向重新排列，因此磁棒指向不排列比排列的可能性高。因此磁力线的强度越强顺磁性物质内磁棒的排列性就越强。以上模型当然只是一个简化的模型。实际上顺磁性物质内部并没有小磁棒，而是微观的磁矩。在顺磁性物质中这些磁矩互相之间不影响。然而与铁磁性不同的是在顺磁性物质中外部磁场消失后物质内的磁场立刻就由于热运动消失了。磁化向量与磁场强度成正比 , 物质的磁化率越高，它就越容易被磁化。因此磁化率是衡量顺磁性的强度的量。 由于磁化率和相对磁导率之间有以下简单关系磁导率往往也被看 作是衡量顺磁性的量。假如磁矩之间有耦合的话物质内就会产生磁性有序状态，在这种情况下磁化率会非常复杂，因此这样的物质不再是顺磁性的。总的来说这
超顺磁性
基本定义 超顺磁性（superparamagnetism）：如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体，对于每一个颗粒而言，由于磁性原子或离子之间的交换作用很强，磁矩之间将平行取向，而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上，但是颗粒与颗粒之间由于易磁化方向不同，磁矩的取向也就不同。现在，如果进一步减小颗粒的尺寸即体积，因为总的磁晶各向异性能正比于K1V，热扰动能正比于kT（K1是磁晶各向异性常数，V是颗粒体积，k是玻尔兹曼常数，T是样品的绝对温度），颗粒体积减小到某一数值时，热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当，这样，颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移，整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。从单畴颗粒集合体看，不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向，这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似，但是也不尽相同。因为在正常顺磁体中，每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子，但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言，每个颗粒可能包含了5000个以上的原子，颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性[1]。 编辑本段特点 介绍 超顺磁性行为有两个最重要的特点：一是如果以磁化强度M为纵坐标，以H/T为横坐标作图（H是所施加的磁场强度，T是绝对温度），则在单畴颗粒集合体出现超顺磁性的温度范围内，分别在不同的温度下测量其磁化曲线，这些磁化曲线必定是重合在一起的。二是不会出现磁滞，即集合体的剩磁和矫顽力都为零。 重要性 对于磁性颗粒集合体来说，有两个物理量非常重要：一是出现超顺磁性的临界尺寸（直径）Dp。如果颗粒系统的温度保持恒定，则只有当颗粒尺寸D≤Dp才有可能呈现超顺磁性。该直径小于单畴颗粒的临界直径。二是截止温度TB，对于足够小的磁性颗粒，存在一特征温度TB，当温度T＜TB时，颗粒呈现强磁性（铁磁性或亚铁磁性）；T≥TB时，颗粒呈现超顺磁性。 超顺磁的必要条件有两个：一个是测MT曲线的零场冷（ZFC）和场冷（FC）曲线，两曲线会分叉，在ZFC曲线有一个峰值，对应超顺磁的冻结温度，并且该峰值会随着测量的频率变化而发生移动。这是个金标准；另一个是测量ＭＨ进行测量的话，没有磁滞和娇顽力，
超顺磁性材料在生物医学上的应用
分类号编号 烟台大学 毕业论文（设计） 超顺磁性材料的生物医学应用Super Paramagnetic Materials for Biomedical Applications 申请学位：工学学士 院系： 专业： 姓名： 学号： 指导老师：） 2013年05月21日 烟台大学
论文题目 超顺磁性材料的生物医学应用 姓名： 导师： 2013 年05 月21 日 烟台大学
烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：环境与材料工程学院
摘要：当今人类社会发展的速度越来越快，急需要新材料及新技术来满足时代的发展，纳米材料特别是超顺磁性纳米材料，因为其具有独特的物理、化学性能而渐渐的走入人们的视线并且越来越多的领域得到应用，其在电学、磁学、化学，特别是生物医学领域具有十分广泛的应用前景。本文主要论述了超顺磁性材料在磁共振成像、生物分离、靶向传输物质、磁热疗等方面的应用，且通过实验对超顺磁氧化铁纳米粒子的研究，进一步了解其对生物医学的作用，并对其应用前景进行了展望。 关键词：超顺磁纳米颗粒生物医学 Abstract: Today's human society development faster and faster, with a need to new materials and new technology to meet the development of The Times, especially superparamagnetism nano materials, nanomaterials because of its unique physical and chemical properties and gradually into the line of sight of people and has been applied more and more fields, the electricity, magnetism, chemistry, especially in the biomedical field has very broad application prospects.This paper mainly discusses the super paramagnetic materials in magnetic resonance imaging (fmri), biological separation, targeted transfer material, application of the magnetic heat treatment, etc, and through the experiment on the research of the super paramagnetic iron oxide nanoparticles, further understanding of its effect on biomedical, and prospects of its application was prospected. Key word: superpara magnetism nano-particles biomedicine
铁磁、反铁磁、顺磁、抗磁
铁磁性 铁磁性 Ferromagnetism 过渡族金属（如铁）及它们的合金和化合物所具有的磁性叫做铁磁性，这个名称的由来是因为铁是具有铁磁性物质中最常见也是最典型的。钐(Samarium)，钕(neod ymium)与钴的合金常被用来制造强磁铁。 铁磁理论的奠基者，法国物理学家P.-E.外斯于1907年提出了铁磁现象的唯象理论。他假定铁磁体内部存在强大的“分子场”，即使无外磁场，也能使内部自发地磁化；自发磁化的小区域称为磁畴，每个磁畴的磁化均达到磁饱和。实验表明，磁畴磁矩起因于电子的自旋磁矩。1928年W.K.海森伯首先用量子力学方法计算了铁磁体的自发磁化强度，给予外斯的“分子场”以量子力学解释。1930年F.布洛赫提出了自旋波理论。海森伯和布洛赫的铁磁理论认为铁磁性来源于不配对的电子自旋的直接交换作用。 铁磁性材料存在长程序，即磁畴内每个原子的未配对电子自旋倾向于平行排列。因此，在磁畴内磁性是非常强的，但材料整体可能并不体现出强磁性，因为不同磁畴的磁性取向可能是随机排列的。如果我们外加一个微小磁场，比如螺线管的磁场会使本来随机排列的磁畴取向一致，这时我们说材料被磁化[1]。材料被磁化后，将得到很强的磁场，这就是电磁铁的物理原理。 当外加磁场去掉后，材料仍会剩余一些磁场，或者说材料"记忆"了它们被磁化的历史。这种现象叫作剩磁，所谓永磁体就是被磁化后，剩磁很大。 当温度很高时，由于无规则热运动的增强，磁性会消失，这个临界温度叫居里温度(Curie temperature)。 如果我们考察铁磁材料在外加磁场下的机械响应，会发现在外加磁场方向，材料的长度会发生微小的改变，这种性质叫作磁致伸缩(magnetostriction)。
顺磁物质影响研究new
顺磁离子对核磁共振弛豫响应的影响及其应用的实验研究 摘要 本文通过岩心锰离子渗吸扩散实验研究总结了不同浓度下锰离子对自由流体及饱和油水岩心的核磁共振弛豫响应的影响。实验表明，顺磁离子能加快水相的核磁共振弛豫衰减速度，而对油相信号没有影响。本文提出了一种利用锰离子添加剂快速、准确、无污染地确定岩心含油饱和度及原油含水率的核磁测量评价方法，不同油品的岩心实验证明了这种方法的可行性，表明顺磁离子对提高核磁测井油气评价应用效果具有良好的应用潜力。 主题词：核磁共振、顺磁离子、岩心实验、影响 ABSTRACT Wang Zhongdong . Core Experimental Study in Paramagnetic Ion Effect and Application on NMR Relaxation Property In this paper, some rock core experiments have been finished that are on the subject of Mn++ ions influence on NMR response characteristics of free fluids and rock cores saturated brine or oil. These experiments illustrate that paramagnetic ions imbibed in rock brine can shorten the relaxation time of the water protons, but can’t effect the relaxation time of oil protons. Using the property of Mn++ ion, a new practical method has been put forward for separating the oil and brine T2relaxation signals and determining oil saturation in rock cores. Core experiments make known that paramagnetic ions droped in drilling mud have great potentialities in improving the NMR logging interpretation for oil and gas evaluation. Subject Terms: NMR relaxation paramagnetic ion rock core experiment influence 引言 在核磁测井应用中顺磁离子的存在对岩石流体的核磁共振弛豫响应会有极大的影响，如核磁测井的岩石孔隙度、可动与束缚流体体积等解释结果都会受到影响，因此利用顺磁离子在岩心中的渗吸扩散实验，研究顺磁离子对自由流体、岩心中饱和流体的核磁共振弛豫响应的影响规律具有重要的实际应用价值。 常见的顺磁离子有铜、铁、铬、锰等离子，其中MnCl2试剂是目前我们实验室中常见的一种具有良好水容性的核磁共振弛豫试剂，在本次研究中我们以MnCl2试剂作为核磁共振测量的弛豫添加剂，考查Mn++离子对自由流体、饱和岩心的核磁响应的影响。 实验材料及实验内容 1.实验材料及实验步骤 1）配制浓度为2000ppm的NaCl水溶液，在这种水溶液中加入MnCl2试剂，分别配制成200、500、800、1000、2000、5000ppm的MnCl2盐水溶液。 2）分别测试上述各种浓度MnCl2盐水溶液的弛豫时间谱。 3）在变压器油及轻质原油中加入不同量的水，用磁力搅拌器搅拌，得到具有不同含水率的油水混合液。
物质顺磁性和抗磁性的产生原因
顺磁性和抗磁性的原因 磁性是物质的一种基本属性。物质按照其内部结构及其在外磁场中的性状可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性物质。铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质，抗磁性和顺磁性物质为弱磁性物质（参考文献1 ）。 从上面的介绍看出，任何物质都会显示磁性，并且物质从顺磁性到反磁性、磁性从强到弱是逐渐变化的，没有一个明显的界限。物质的磁性到底是怎么产生的，本文就此观点提出我自己的看法。 一、现在的理论给人们带来的疑惑 1、顺磁性：现在人们认为，电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成。在晶体中，电子的轨道磁矩受晶格的作用，其方向是变化的，不能形成一个联合磁矩，对外没有磁性作用。因此，物质的磁性不是由电子的轨道磁矩引起，而是主要由自旋磁矩引起。每个电子自旋磁矩的近似值等于一个波尔磁子。是原子磁矩的单位。因为原子核比电子重2000倍左右，其运动速度仅为电子速度的几千分之一，故原子核的磁矩仅为电子的千分之几，可以忽略不计。（参考文献2 ） 我认为上面这段论述是不合理的，我们都知道，原子是由原子核和核外电子组成，原子核又是由质子和中子组成，原子核的体积约为原子体积的几千万亿分之一,(半径约为原子的十万分之一).打个比方,原子相当于足球场那么大,而原子核则只有一只蚂蚁那么大。（参考文献3）。电子的质量约为质子质量的1/1836（参考文献4 ）。中子能够通过β衰变过程变成质子、电子和反中微子，（参考文献 5 ）。从这些论述可想而知，电子的体积会有多大，电子的体积不会超过质子和中子体积的千分子一。即从电子的角度来看原子，原子就象是一个非常巨大的宇宙一样。由于电子的体积很小很小，即使电子自旋产生的磁场较强，它影响的范围必然很小很小，不可能影响到原子以外，因此电子自旋产生的磁场在宏观