Définition et exemples du diamagnétisme

Il existe différentes formes de magnétisme, une liste qui comprend le ferromagnétisme, l'antiferromagnétisme, le paramagnétisme et le diamagnétisme.

Points clés à retenir: Diamagnétisme

• Une substance diamagnétique n'a pas d'électrons non appariés et n'est pas attirée par un champ magnétique.
• Tous les matériaux présentent un diamagnétisme, mais pour être diamagnétique, cela doit être la seule contribution à son comportement magnétique.
• Des exemples de matériaux diamagnétiques comprennent l'eau, le bois et l'ammoniac.

Diamagnétisme

En chimie et en physique, être diamagnétique indique qu'une substance ne contient pas d'électrons non appariés et n'est pas attirée par un champ magnétique. Le diamagnétisme est un effet mécanique quantique que l'on retrouve dans tous les matériaux, mais pour qu'une substance soit qualifiée de "diamagnétique", elle doit être la seule contribution à l'effet magnétique de la matière.

Un matériau diamagnétique a une perméabilité inférieure à celle d'un vide. Si la substance est placée dans un champ magnétique, la direction de son magnétisme induit sera opposée à celle du fer (un matériau ferromagnétique), produisant une force répulsive. En revanche, les matériaux ferromagnétiques et paramagnétiques sont attirés par les champs magnétiques.

Sebald Justinus Brugmans a observé le diamagnétisme pour la première fois en 1778, notant que l'antimoine et le bismuth étaient repoussés par des aimants. Michael Faraday a inventé les termes diamagnétique et diamagnétisme pour décrire la propriété de la répulsion dans un champ magnétique.

Exemples

Le diamagnétisme est observé dans l'eau, le bois, la plupart des molécules organiques, le cuivre, l'or, le bismuth et les supraconducteurs. La plupart des organismes vivants sont essentiellement diamagnétiques. NH₃ est diamagnétique car tous les électrons de NH₃ sont appariés.

Habituellement, le diamagnétisme est si faible qu'il ne peut être détecté que par des instruments spéciaux. Cependant, le diamagnétisme est suffisamment fort dans les supraconducteurs pour être facilement apparent. L'effet est utilisé pour faire léviter des matériaux.

Une autre démonstration du diamagnétisme peut être observée en utilisant de l'eau et un super aimant (comme un aimant de terre rare). Si un aimant puissant est recouvert d'une couche d'eau plus mince que le diamètre de l'aimant, le champ magnétique repousse l'eau. La petite fossette formée dans l'eau peut être vue par réflexion à la surface de l'eau.

Sources

• Jackson, Roland. "John Tyndall et la première histoire du diamagnétisme." Annales de la science.
• Kittel, Charles. ","Introduction à la physique du solide 6ème édition. John Wiley & Sons.
• Landau, L.D. "Diamagnetismus der Metalle." Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei.