Diamagnetismus: Die schwächste, aber faszinierende Form des Magnetismus

Der Diamagnetismus ist eine der grundlegenden Formen des Magnetismus und tritt in allen Materialien auf. Er beschreibt die Eigenschaft eines Materials, in einem externen Magnetfeld schwache, entgegengesetzte Magnetfelder zu erzeugen. Diamagnetismus ist in der Regel sehr schwach und kann von anderen magnetischen Effekten wie Ferromagnetismus oder Paramagnetismus überlagert werden.

Wie funktioniert Diamagnetismus?

Der Diamagnetismus entsteht durch die Bewegung der Elektronen in den Atomen eines Materials. Wenn ein externes Magnetfeld angelegt wird, erzeugen die Elektronen durch ihre Umlaufbahnen einen kleinen, entgegengesetzten magnetischen Moment. Dieses Verhalten ist unabhängig von der Temperatur und tritt in allen Materialien auf, ist jedoch in diamagnetischen Materialien besonders ausgeprägt.

Beispiele für diamagnetische Materialien

• Bismut: Ein stark diamagnetisches Material, das häufig für Experimente verwendet wird.
• Kupfer: Obwohl leitfähig, zeigt Kupfer einen schwachen Diamagnetismus.
• Wasser: Diamagnetisch, was sich in spektakulären Experimenten wie der Magnetlevitation von Tropfen zeigt.
• Graphit: Bekannt für seinen starken Diamagnetismus und Anwendungen in der Materialforschung.

Eigenschaften von diamagnetischen Materialien

• Erzeugen ein schwaches Magnetfeld, das dem äußeren Magnetfeld entgegengesetzt ist.
• Keine permanente Magnetisierung – der Effekt verschwindet, sobald das externe Magnetfeld entfernt wird.
• Unabhängig von der Temperatur.
• Zeigen eine negative magnetische Suszeptibilität (der Wert ist kleiner als Null).

Anwendungen von Diamagnetismus

• Magnetische Levitation: Diamagnetische Materialien wie Graphit können in starken Magnetfeldern schweben.
• Supraleiter: Im Zustand der Supraleitung zeigen Materialien einen extrem starken Diamagnetismus (Meißner-Effekt).
• Magnetfeldsensoren: Diamagnetische Effekte können für die Präzisionsmessung von Magnetfeldern genutzt werden.

Interessantes zum Diamagnetismus

Wussten Sie, dass Frösche in extrem starken Magnetfeldern schweben können? Dieses Phänomen ist ein spektakuläres Beispiel für den Diamagnetismus von Wasser und organischen Materialien. Auch Supraleiter, die einen extrem starken Diamagnetismus aufweisen, können in Magnetfeldern "schweben" und finden Anwendung in Hochgeschwindigkeitstechnologien wie Magnetschwebebahnen.