Diamagnetismus
Diamagnetismus ist eine Form des Magnetismus. Diamagnetisch nennt man Materialien, die die Tendenz haben, aus einem Magnetfeld herauszuwandern.Wenn ein äußeres magnetisches Feld H auf Materie einwirkt, kann man sich modellhaft vorstellen, dass in jedem Atom oder Molekül ein Kreisstrom induziert wird, oder dass ein Elektron auf seiner "Kreisbahn" um den Atomkern und durch "Rotation um sich selbst" ein Magnetfeld erzeugt, das dann ausgerichtet wird. Das induzierte Feld H` als Summe der Momente aller Atome aus der Probe, das nach der Lenz'schen Regel dem äußeren Feld H entgegengesetzt ist, schwächt dann dieses äußere Feld (ähnlich wie ein elektrisches Feld in einem Dielektrikum). Es wird auch deutlich, dass die Probe dorthin strebt, wo das magnetische Feld am schwächsten ist, in einem inhomogenen Feld also vom Magneten weg.
Natürlich entspricht die oben genannte modellhafte Vorstellung einer "Kreisbahn" des Elektrons oder eines Kreisstroms nicht der Wirklichkeit. Die tatsächlichen Vorgänge lassen sich nur quantenmechanisch erklären, der Spin des Elektrons besitzt einen magnetischen Dipol und erzeugt so ein Feld, das aber aufgrund des Pauli-Prinzips und der thermischen Bewegungen makroskopisch nicht in Erscheinung tritt. Erst durch das äußere Feld werden auf atomarer Ebene magnetische Momente induziert.
Aufgrund dieser Überlegungen wird klar, dass alle Materialien diamagnetisch sind. Weil die Effekte aber sehr schwach sind, insbesondere schwächer als Paramagnetismus und um Größenordnungen schwächer als Ferromagnetismus, treten diamagnetische Effekte nur bei solchen Materialien messbar auf, die weder para- noch ferromagnetisch sind, und man bezeichnet nur solche Stoffe als diamagnetisch.
Diamagnetische Materialien besitzen eine magnetische Suszeptibilität kleiner als 0 bzw. dementsprechend eine relative Permeabilität kleiner als 1.
Supraleiter sind perfekte Diamagneten mit der Suszeptibilität -1: Sie verdrängen die magnetischen Feldlinien aus ihrem Inneren (Meissner-Ochsenfeld-Effekt).
Durch den Effekt des Herauswanderns aus einem Magnetfeld ist es möglich, bei genügend starkem Magnetfeld (etwa 15 Tesla im Labor), Wasser und sogar Lebewesen schweben zu lassen; bekannt wurden vor allem Versuche mit einem schwebenden Frosch, einer Spinne und diversen anderen Materialien (Holzklotz). Den Lebewesen passiert dabei nichts, da die Kraft auf jedes einzelne Molekül/Atom wirkt. Es ist somit die beste Schwerelosigkeitssimulation auf der Erde.
Pyrolytisches Graphit ist vertikal zur Kristallebene stark diamagnetisch. Mit starken Neodym-Magneten kann Graphit in der Schwebe gehalten werden.
Siehe auch: Paramagnetismus, Ferromagnetismus