Transcript KEMAGNETAN DALAM MATERI

KEMAGNETAN DALAM MATERI
Pendahuluan
Oersted:
“efek magnetik dapat dihasilkan oleh muatan
listrik yang bergerak”
Faraday dan Henry:
“Arus listrik dapat dihasilkan dengan
mengerakkan magnet”
Medan magnetik yang dihasilkan oleh lilitan kawat
berarus memberikan gambaran mengenai sifat
magnetik material.
medan magnetik luar
- spin elektron
- gerak orbit elektron
respon materi
sifat magnetik:
a. diamagnetik
b. paramagnetik
c. ferromagnetik
Momen magnetik atom
• Teori atom Bohr
Elektron bergerak sirkular mengelilingi inti
• Orbit elektron dapat digambarkan sebagai
loop arus
•
• Jika elektron bergerak dengan kecepatan
tetap v, maka arus:
• Momen magnetik:
• Momen magnetik elektron sebanding dengan
momentum sudut orbitalnya.
• Momen magnetik dan momentum sudut orbital
elektron saling berlawanan arah.
• Dalam fisika kuantum, momen magnetik ditulis
sebagai:
• Setiap materi mengandung elektron, tetapi tidak
semua materi merupakan magnet. (mengapa?)
• Spin
Sifat intrinsik elektron yang
berkontribusi terhadap momen magnetik
• Perputaran elektron pada sumbunya
momentum sudut spin
• Momen magnetik spin elektron:
• Nilai momen magnetik spin adalah konstan
disebut magneton Bohr
• Setiap atom memiliki beberapa elektron yang
saling berpasangan dengan spin elektron
berlawanan.
• Elektron yang tidak berpasangan berkontribusi
terhadap momen magnetik spin.
• Momen magnetik atom merupakan penjumlahan
momen magnetik orbital dan momen magnetik
spin.
Momen magnetik beberapa atom dan ion
Vektor magnetisasi dan
kuat medan magnetik
• Keadaan magnetik materi digambarkan oleh
vektor magnetisasi M
• Besar magnetisasi didefinisikan sebagai momen
magnetik per satuan volume.
• Medan magnetik total suatu materi tergantung
pada medan eksternal Bo dan magnetisasi materi.
• Medan magnetik total B =
medan magnet dari solenoida Bo + medan akibat
magnetisasi materi Bm
• Kuat medan magnetik (magnet induksi): pengaruh
arus pada lilitan kawat terhadap materi
• Paramagnetik dan feromagnetik tersusun oleh
atom-atom yang memiliki momen magnetik
permanen.
• Diamagnetik tdk memiliki momen magnetik
permanen
• Magnetisasi material paramagnetik dan
diamagnetik sebanding dengan kuat medan
magnetik
• Magnetisasi material paramagnetik dan
diamagnetik yang ditempatkan dalam medan
magnetik luar:
• Permeabilitas magnetik
Suseptibilitas magnetik beberapa material
Contoh materi diamagnetik: noble gas (He, Ne, Ar,
Xe, Rn), NaCl, logam (Pb, Zn, Ge), diamond, grafit
• Momen magnetik total Ne = nol
Paramagnetik: sumber yg dominan spin elektron
Contoh paramagnetik: Li, carbon, rare earth elements
Mekanisme makroskopis paramegnetik
(a) Tanpa medan magnetik luar
(b) Dalam medan magnetik
Contoh materi ferromagnetik: Fe, Co, Ni
Atom Fe:
Mekanisme makroskopis feromagnetisme
Histerisis magnetik