Sự khác biệt chính giữa vật liệu thuận từ và nghịch từ là vật liệu thuận từ bị thu hút bởi từ trường bên ngoài trong khi vật liệu nghịch từ đẩy khỏi từ trường.
Vật liệu có xu hướng thể hiện đặc tính từ yếu khi có từ trường bên ngoài. Một số vật liệu bị hút bởi từ trường bên ngoài, trong khi một số lại bị từ trường đó hút lại. Do sự khác biệt về hành vi từ tính, chúng ta có thể phân loại các nguyên tố và hợp chất thành hai loại, đó là thuận từ và nghịch từ. Vật liệu bị thu hút bởi từ trường bên ngoài là vật liệu thuận từ. Mặt khác, vật liệu đẩy từ trường bên ngoài là vật liệu nghịch từ.
Thuận từ là gì?
Hiện tượng thuận từ xảy ra do sự hiện diện của các electron chưa ghép đôi trong hệ thống. Mỗi nguyên tố có một số electron khác nhau, và điều đó xác định đặc tính hóa học của nó. Theo cách các điện tử này điền vào các mức năng lượng xung quanh hạt nhân của nguyên tử tương ứng, một số điện tử vẫn chưa ghép đôi. Các electron chưa ghép đôi này hoạt động giống như những nam châm nhỏ gây ra các đặc tính từ tính dưới tác động của từ trường tác dụng bên ngoài. Trên thực tế, chính spin của các electron này gây ra từ tính.
Vật liệu thuận từ có mômen từ lưỡng cực vĩnh viễn do spin của các electron chưa ghép đôi ngay cả khi không có từ trường bên ngoài. Nhưng các lưỡng cực này tự định hướng ngẫu nhiên do chuyển động nhiệt do đó tạo ra mômen từ lưỡng cực thuần bằng không. Khi chúng ta đặt một từ trường bên ngoài, các lưỡng cực có xu hướng sắp xếp theo hướng của từ trường đặt vào, dẫn đến mômen từ lưỡng cực thuần. Do đó, vật liệu thuận từ hơi bị hút bởi từ trường bên ngoài. Nhưng, vật liệu không giữ được các đặc tính từ tính khi chúng ta loại bỏ từ trường bên ngoài. Chỉ một từ hóa cảm ứng nhỏ tạo ra ngay cả khi có từ trường bên ngoài. Điều này là do, chỉ một phần nhỏ spin định hướng với từ trường bên ngoài. Ngoài ra, phần này tỷ lệ thuận với cường độ của trường được tạo.
Hình 01: Sự sắp xếp electron của Vật liệu thuận từ và nghịch từ
Nói chung, số lượng electron không ghép đôi càng cao, hành vi thuận từ càng cao và cường độ trường được tạo ra càng cao. Do đó, các kim loại chuyển tiếp và chuyển tiếp bên trong thể hiện hiệu ứng từ mạnh hơn do sự bản địa hóa của các điện tử ‘d’ và ‘f’ và cũng do sự hiện diện của nhiều điện tử chưa ghép đôi. Một số nguyên tố thuận từ thường được biết đến bao gồm Magie, Molypden, Lithium và Tantali. Ngoài ra còn có các paramagnet tổng hợp mạnh hơn như 'ferrofluids'.
Đảo từ là gì?
Một số vật liệu có xu hướng thể hiện hành vi từ tính bị đẩy lùi khi tiếp xúc với từ trường bên ngoài. Đây là những vật liệu nghịch từ. Chúng tạo ra từ trường đối lập với hướng của từ trường bên ngoài và do đó thể hiện hành vi đẩy lùi. Nói chung, tất cả các vật liệu đều có đặc tính nghịch từ, đóng góp yếu vào tính từ của vật liệu khi chịu từ trường bên ngoài. Nhưng, trong các vật liệu thể hiện các tính chất từ tính khác như thuận từ và sắt từ, ảnh hưởng của hiện tượng nghịch từ là không đáng kể. Do đặc tính từ tính yếu, ảnh hưởng của hiện tượng nghịch từ rất khó quan sát. ‘Bismuth’ hoạt động như một diamagnet mạnh.
Sự khác biệt giữa thuận từ và nghịch từ là gì
Thuật ngữ thuận từ dùng để chỉ lực hút của vật liệu đối với từ trường bên ngoài trong khi thuật ngữ nghịch từ dùng để chỉ lực đẩy của vật liệu khỏi từ trường bên ngoài. Điều này chủ yếu là do vật liệu thuận từ có các điện tử chưa ghép đôi trong khi vật liệu nghịch từ không có điện tử nào chưa ghép đôi. Đây là sự khác biệt cơ bản giữa vật liệu thuận từ và nghịch từ.
Một điểm khác biệt quan trọng giữa vật liệu thuận từ và nghịch từ là từ trường tạo bởi vật liệu thuận từ có hướng của từ trường bên ngoài trong khi từ trường tạo bởi vật liệu nghịch từ ngược hướng với từ trường bên ngoài.
Đồ họa thông tin dưới đây cho thấy bản tóm tắt so sánh về sự khác biệt giữa vật liệu thuận từ và nghịch từ.
Tóm tắt - Thuận từ vs nghịch từ
Chúng ta có thể chia vật liệu thành ba loại chính theo tính chất từ tính của chúng; chúng là vật liệu nghịch từ, thuận từ và sắt từ. Sự khác biệt giữa vật liệu thuận từ và nghịch từ là vật liệu thuận từ bị thu hút bởi từ trường bên ngoài trong khi vật liệu nghịch từ đẩy khỏi từ trường.
