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Paramagnetismus ist eine Form von Magnetismus wo ohne äußeres Feld keine spontane Magnetisierung auftritt, obwohl das Material ungepaart ist dreht sich enthält. Ein gutes Beispiel ist der Stoff Sauerstoffgas, Oh2.
Diese ungepaarten Spins sind winzige Magnete von der Größe eines einzelnen Atoms. In einem Paramagneten sind diese Spins nicht geordnet und ihre zufällige Ausrichtung verursacht die totale Magnetisierung ist null. Wenn es jedoch einem externen Feld ausgesetzt wird, tritt eine Teilordnung auf und eine Magnetisierung wird induziert. Dadurch erfährt ein Paramagnet eine Anziehungskraft vom äußeren Feld. Dies steht im Gegensatz zu Diamagnetismuswo Ablehnung stattfindet.
Bei höheren Temperaturen wird dieser Effekt immer geringer, da die Temperaturbewegung der Ordnung entgegenwirkt. Die Anziehungskraft ist proportional zum Feldgradienten des äußeren Feldes und die Proportionalitätskonstante wird zu magnetische Suszeptibilität als ("Zulässigkeit") bezeichnet. Die Anziehungskraft kann gemessen werden, indem das Material in eine Waage gelegt und dann in einen Feldgradienten bekannter Größe aufgehängt wird. Üblicherweise erfolgt eine solche Messung in Abhängigkeit von der Temperatur. Wenn das Material ein reiner Paramagnet ist, Diagramm von 1/χ gegen die absolute Temperatur ist eine Gerade durch den Ursprung. Aus der Steigung lässt sich die Größe der einzelnen Atomspins ableiten.
Das Hochtemperaturverhalten von Eisen-, Eisen- und Antiferromagneten (oberhalb der Curie- oder Nadeltemperatur) führt ebenfalls zu einer Geraden, die aber nicht durch den Ursprung geht, da die Spins in diesen Materialien gekoppelt sind, diese Kopplung findet im gesamten Material statt. Erfolgt die Kopplung nur in getrennten Clustern, Superparamagnetismus, geht die Gerade durch den Ursprung, aber die Steigung verrät einen "atomaren" Spin, der für ein einzelnes Atom viel zu groß ist.
Die meisten Metalle weisen eine besondere Form des Paramagnetismus auf: Pauliparamagnetismus. In diesen Materialien gibt es im Prinzip sehr viele ungepaarte Spins, von denen aber aufgrund der elektronischen Bandstruktur nur wenige für den Induktionsprozess zur Verfügung stehen, nämlich die Elektronen, die nicht viel Energie an Energie haben. Fermi-Niveau Unterschiede. Dies führt zu einer erheblich abgeschwächten Form des paramagnetischen Verhaltens. In einigen Fällen ist es so schwach, dass es Diamagnetismus aller anderen Elektronen. Ein gutes Beispiel dafür ist das Metall Gold.