BAB - X SIFAT KEMAGNETAN BAHAN

Transkripsi

1 A - X SIFA KEAGNEAN AHAN ujuan: enghitung momen dipol dan suseptibilitas magnet untuk logam diamagnetik. engklasifikasikan logam paamagnetik. A. OEN DIPOL DAN SUSEPIILIAS AGNE Kemagnetan tidak dapat dipisahkan dai mekanika kuantum, lebih tepatna sistem klasik dalam setimbang temal dapat menunjukkan tidak adana momen magnet pada saat di medan magnet. aitu: omen dipol magnet pada sebuah atom bebas beasal dai sumbe utama,. Spin Elekton (dai elekton ang disubsidi). Obital elekton. Peubahan momen magnet obit ang diinduksi oleh medan magnet lua. sumbe ) dan ) membeikan pengauh tehadap kontibusi paamagnetik untuk pemagnetisasian, dan sumbe ketiga membeikan kontibusi diamagnetik. agnetisasi () didefinisikan sebagai momen dipol magnet ( ) pe satuan volume (V) dan secaa matematis dapat ditulis sebagai beikut:... ) V Untuk Supekondukto medan magnet ang bekontibusina adalah: 0 atau 0 a (cgs)... ) 0 atau 0 0 a (SI)... ) Sehingga magnetisasina adalah: (cgs)... )

2 ila suseptibilitas medan magnet (daa tembus medan magnet) pe satuan volume didefinisikan sebagai ( ), maka secaa matematis dapat dituliskan sebagai beikut: (cgs)... 5) V 0 0 (mks)... 6) V dimana adalah intensitas medan magnet makoskopik. Pada kedua sistem tesebut tidak bedimensi. Kita kadang-kadang menggunakan untuk menatakan suseptibilitas tanpa menspesifikasikan sistem satuan. iasana suseptibilitas didefinisikan dengan satuan massa atau mol dai suatu zat. Dan untuk suseptibilias mola didefinisikan ; momen magnetik pe gam ditulis. Untuk Supekondukto, suseptibilitasnana adalah: (cgs)... 7) Gafik suseptibilitas tehadap suhu untuk supekondukto, dapat dilihat sebagai beikut: 0 c Gamba Dimana c adalah suhu kitis dai suatu supekondukto. Pengelompokkan zat magnetik bedasakan suseptibilitasna, adalah:. Zat dengan suseptibilitas benilai negatif disebut diamagnetik ( < 0).. Zat dengan suseptibilitas positif disebut paamagnetik ( > 0 ).

3 . Pesamaan Langevin Diamagnetik Pada elektomagnetik, kita telah mengenal Hukum lenz : Saat fluks magnetik pada angkaian listik beubah, aus imbas induksi akan muncul dalam aah sedemikian upa sehingga aah tesebut menentang peubahan ang menghasilkanna. Pada supekondukto atau pada obit elekton dalam atom, aus induksi sepanjang medanna ada. edan magnet aus induksi belawanan aah dengan medan magnet lua dan momen medan magnet ang dihubungkan dengan aus adalah momen diamagnetik. Pada logam nomal ada kontibusi diamagnetik dai konduksi elekton dan diamagnetisna tidak diusak oleh bentuan elekton. Pelakuan diamagnetik atom dan ion adalah dengan menggunakan eoema Lamo, aitu : Dalam sebuah medan magnet, geak elekton di sekita inti adalah sama dengan geak tanpa medan magnet, kecuali untuk supeposisi dai sebuah pesisi elekton dengan fekuensi sudut : e mc e m (cgs) (mks) ila aus listik akibat geak pesisi dai Z buah elekton adalah ekivalen dengan aus listik (I). Dimana dalam satuan SI, aus adalah: I muatan fekuensi Ze e m Ze... 8) muatan elekton omen magnet ( ) pada angkaian tetutup adalah: aus luas angkaian tetutup I Z A Gamba e Fekuensi Lamo untuk geak pesisi Pesisi... 9)

4 dimana luas loop ang bejai-jai adalah π. Sehingga pesamaan momen magnetikna adalah: 0)... (SI). m Ze m e Ze A I Untuk cgs adalah: mc Ze... ) Dimana: )......) z z Untuk distibusi elekton ang simetis bola, z sehingga: Z μ Inti atom X Y Gamba

5 Sehingga... ) atau. 5) Dai pesamaan di atas, maka: Ze m Ze m Ze 6m (mks)... 6) Suseptibilitas pe satuan volume untuk N = jumlah atom pe satuan volume dan = jumlah momen dipol pe volume adalah: N N Ze ZNe 6m 6m... 7) Pesamaan Langevin untuk diamagnetisme ila diplot ke gafik hubungan (suseptibilitas) dengan (suhu) dipeoleh gafik sepeti dibawah ini : Paamagnetik Diamagnetik <0 Gamba

6 C. KLASIFIKASI LOGA PARAAGNEIK Logam Paamagnetik adalah logam ang memiliki suseptibilitasna benilai positif ( > 0 ). Adapun klasifikasi logam paamagnetik bedasakan spin elektonna adalah:. Feomagnetik. Anti Feomagnetik. Feimagnetik. Canted Anti Feomagnetik 5. Helical Spin Sebuah feomagnetik memiliki momen magnetik ang spontan, meski beada didaeah ang tidak tedapat medan magnetik. empeatu Cuie ( C ) adalah tempeatu ang membedakan magnetisasi spontan, ini memisahkan paamagnetik pada daeah > C dan feomagnetik pada daeah < C. Suseptibilitas paamagnetik ditentukan oleh hukum Cuie adalah konstanta Cuie. Paamagnetik Feomagnetik C, dimana C Comple behavio 0 C 0 c a c Hukum Cuie-Weiss > C C Gamba 5 5

7 Suseptibilitas untuk bahan feomagnetik, adalah: Keteangan: c = Konstanta Cuie c. 8) a c c = Suhu Cuie; suhu ang memisahkan antaa Feomagnetik dengan non Feomagnetik. Suseptibilitas memiliki kesingulaan pada C., Pada tempeatu ini (dan dibawahna) tedapat magnetisasi spontan, kaena jika infinit kita akan dapatkan finit untuk a sama dengan nol. Dai pesamaan di atas, kita dapatkan hukum Cuie-Weiss. C C (CGS) 9) dengan C C. Paamagnetik c Feomagnetik Gamba 6 KEERANGAN GRAFIK: Sebuah bahan ang paamagnetik bisa belaku sebagai feomagnetik bila suhuna dituunkan sampai dengan suhu tetentu Suhu Cuie. Suatu bahan ang paamagnetik bisa belaku sebagai anti feomagnetik bila suhuna dinaikkan sampai dengan suhu tetentu Suhu Weiss. 6