הבדל מפתח - פרומגנטיות לעומת אנטי-פרומגנטיות
פרומגנטיות ואנטי-פרומגנטיות הם שניים מחמשת הסיווגים של תכונות מגנטיות. שלושת האחרים הם דיאמגנטיות, פרמגנטיות ופרימגנטיות. ההבדל העיקרי בין פרומגנטיות לאנטי-פרומגנטיות הוא שניתן למצוא פרומגנטיות בחומרים שהתחומים המגנטיים שלהם מיושרים לאותו כיוון, בעוד שניתן למצוא אנטי-פרומגנטיות בחומרים שהתחומים המגנטיים שלהם מיושרים בכיוונים מנוגדים.
תחום מגנטי או מומנט אטומי הוא אזור שבו השדות המגנטיים של האטומים מקובצים יחדיו ומיושרים.חומרים פרומגנטיים נמשכים לשדה מגנטי חיצוני ויש להם מומנט מגנטי נטו. אבל לחומרים אנטי-פרומגנטיים יש מומנט מגנטי נטו אפס.
מה זה פרומגנטיות?
פרומגנטיות היא נוכחות של תחומים מגנטיים אשר מיושרים לאותו כיוון בחומרים מגנטיים. הדוגמאות הנפוצות ביותר לחומרים פרומגנטיים הם מתכות כגון ברזל, ניקל, קובלט וסגסוגות המתכת שלהם. לתחומים המגנטיים של מתכות אלה יש אינטראקציות חזקות עקב החילוף האלקטרוני בין אטומים. אינטראקציות חזקות אלו גורמות ליישור של תחומים מגנטיים באותו כיוון. חומרים פרומגנטיים מציגים יישור מקביל של תחומים מגנטיים מה שגורם למגנטיזציה של החומרים גם בהיעדר שדה מגנטי חיצוני.
איור 1: סדר של תחומים מגנטיים בחומרים פרומגנטיים
ישנן שתי מאפיינים עיקריים של חומרים פרומגנטיים:
מגנטיזציה ספונטנית
המגנטיזציה הספונטנית היא מגנטיזציה של חומר גם בהיעדר שדה מגנטי חיצוני. עוצמת המגנטיזציה הזו מושפעת ממומנט הספין המגנטי של אלקטרונים הנמצאים בחומר הפרומגנטי.
טמפרטורת קירי גבוהה
טמפרטורת הקורי היא הטמפרטורה שבה המגנטיזציה הספונטנית מתחילה להיעלם. עבור חומרים פרומגנטיים, זה מתרחש בטמפרטורה גבוהה.
מהו אנטי-פרומגנטיות
Antiferromagnetism הוא נוכחות של תחומים מגנטיים שמיושרים בכיוונים מנוגדים בחומרים מגנטיים. לתחומים מגנטיים מנוגדים אלה יש מומנטים מגנטיים שווים אשר מתבטלים (מכיוון שהם בכיוונים מנוגדים).זה הופך את המומנט הנקי של החומר לאפס. סוג זה של חומרים ידוע בתור חומרים אנטי-פרומגנטיים.
איור 2: סדר של תחומים מגנטיים בחומרים אנטי-פרומגנטיים
דוגמאות נפוצות לחומרים אנטי-פרומגנטיים ניתן למצוא מתחמוצות מתכות מעבר כגון תחמוצת מנגן (MnO).
טמפרטורת Neel (או טמפרטורת הסדר המגנטי) היא הטמפרטורה שבה חומר אנטי-פרומגנטי מתחיל להפוך לחומר פרמגנטי. בטמפרטורה זו, האנרגיה התרמית המסופקת גדולה מספיק כדי לשבור את היישור של תחומים מגנטיים הקיימים בחומר.
מה ההבדל בין פרומגנטיות לאנטי-פרומגנטיות?
Ferromagnetism vs Antiferromagnetism |
|
| פרומגנטיות היא נוכחות של תחומים מגנטיים שמיושרים לאותו כיוון בחומרים מגנטיים. | אנטיפרומגנטיות היא נוכחות של תחומים מגנטיים שמיושרים בכיוונים מנוגדים בחומרים מגנטיים. |
| יישור של דומיינים מגנטיים | |
| התחומים המגנטיים של חומרים פרומגנטיים מיושרים באותו כיוון. | התחומים המגנטיים של חומרים אנטי-פרומגנטיים מיושרים בכיוונים מנוגדים. |
| רגע מגנטי נטו | |
| לחומרים פרומגנטיים יש ערך לרגע מגנטי נטו. | לחומרים אנטי-פרומגנטיים יש מומנט מגנטי נטו אפס. |
| דוגמאות | |
| דוגמאות לחומרים פרומגנטיים כוללים מתכות כגון ברזל, ניקל, קובלט וסגסוגות המתכת שלהם. | דוגמאות לחומרים אנטי-פרומגנטיים כוללים תחמוצות מתכות מעבר. |
סיכום – פרומגנטיות לעומת אנטי-פרומגנטיות
ניתן לחלק חומרים למספר קבוצות על סמך התכונות המגנטיות שלהם. חומרים פרומגנטיים ואנטי-פרומגנטיים הם שני סוגים כאלה. ההבדל העיקרי בין פרומגנטיות לאנטי-פרומגנטיות הוא שניתן למצוא פרומגנטיות בחומרים שהתחומים המגנטיים שלהם מיושרים לאותו כיוון, בעוד שניתן למצוא אנטי-פרומגנטיות בחומרים שבהם התחומים המגנטיים מיושרים בכיוונים מנוגדים.
