Was ist die Magnetisierung eines Materials?

Question

Was ist die Magnetisierung eines Materials?

Alexander Fufaev · Accepted Answer · 2020-06-07

Die Magnetisierung $ \boldsymbol{M} $ beschreibt den magnetischen Zustand eines Materials. Sie wird aus der Summe aller atomaren magnetischen Momente $ \boldsymbol{\mu} $ pro Volumen $ V $ gebildet:

Definition der Magnetisierung

$$ \begin{align} \boldsymbol{M} ~=~ \frac{1}{V} \, \underset{i}{\boxed{+}} ~ \boldsymbol{\mu}_i \end{align} $$

Legst Du ein externes Magnetfeld $\boldsymbol{H}$ (oder äquivalent $\boldsymbol{B}$) an und platzierst ein Material in dieses Magnetfeld hinein, so verhält sich das Material, je nach Größe der Magnetisierung, unterschiedlich:

Magnetisierung in Abhängigkeit vom externen Magnetfeld

$$ \begin{align} \boldsymbol{M} ~=~ \chi \, \boldsymbol{H} \end{align} $$

Hierbei ist $\chi$ die magnetische Suszeptibilität, die bestimmt, wie gut sich ein Material magnetisieren lässt.

Wenn die magnetische Suszeptibilität negativ ist: $ -1 \lt \chi \lt 0 $, dann ist das Material diamagnetisch. (Beachte, dass $\chi$ nicht kleiner als -1 sein kann. Ein Supraleiter hat $\chi = -1 $ und ist ein perfekter Diamagnet).

Illustration bekommen

Illustration : Die Magnetisierung des Materials schwächt das externe Magnetfeld $B$ im Material ab (Diamagnetismus).
Wenn die magnetische Suszeptibilität positiv ist: $ \chi \gt 0 $, dann ist das Material paramagnetisch.

Illustration bekommen

Illustration : Die Magnetisierung des Materials verstärkt leicht das externe Magnetfeld $B$ im Material (Paramagnetismus).
Wenn die magnetische Suszeptibilität viel größer als Null ist: $ \chi \gg 0 $, dann ist das Material ferromagnetisch.

Antwort #1