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| 順磁性 | |
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順磁性， 的磁化率為正值，比反磁性大1~3個數量級，X約10-5~10-3，遵守Curie定律或Curie-Weiss定律。物質中具有不成對電子的離子、原子或分子時，存在電子的自旋角動量和軌道角動量，也就存在自旋磁矩和軌道磁矩。在外磁場作用下，原來取向雜亂的磁矩將定向，從而表現出順磁性。
基本信息
中文名 順磁性 [1]
外文名 paramagnetism
磁化率 正值 [2]
比反磁性 大1～3個數量級
X 10-5～10-3
遵守 Curie定律或Curie-Weiss定律
定義
順磁性的微觀解釋
順磁性是一種弱磁性。當分子軌道或原子軌道上有落單的原子或電子時，就會產生順磁性。順磁(性)物質的主要特點是原子或分子中含有沒有完全抵消的電子磁矩，因而具有原子或分子磁矩。
但是原子(或分子)磁矩之間並無強的相互作用(一般為交換作用)，因此原子磁矩在熱騷動的影響下處於無規(混亂)排列狀態，原子磁矩互相抵消而無合磁矩。但是當受到外加磁場作用時。
這些原來在熱騷動下混亂排列的原子磁矩便同時受到磁場作用使其趨向磁場排列和熱騷動作用使其趨向混亂排列，因此總的效果是在外加磁場方向有一定的磁矩分量。
這樣便使磁化率(磁化強度與磁場強度之比)成為正值，但數值也是很小,一般順磁物質的磁化率約為十萬分之一(10-5)，並且隨溫度的降低而增大。
種類
常見的順磁物質有氧氣、金屬鉑(白金)、一氧化氮、含摻雜原子的半導體{如摻磷(P)或砷(As)的硅(Si)}、由幅照產生位錯和缺陷的物質等。還有含導電電子的金屬如鋰(Li)、鈉(Na)等，這些順磁(性)金屬的順磁磁化率卻與溫度無關，這種金屬的特殊順磁性是可以用量子力學解釋的。
順磁性雖是一種弱磁性，但也有其重要的應用，例如，從順磁物質的順磁性和順磁共振可以研究其結構，特別是電子組態結構；利用順磁物質的絕熱退磁效應可以獲得約1-10-3K的超低溫度，這是一種產生超低溫度的重要方法。
在順磁性和順磁共振基礎上發展起來的順磁微波量子放大器，不但是早期研製和應用的一種超低噪聲的微波放大器，而且也促進了激光器的研究和發明，在生命科學方面，如血紅蛋白和肌紅蛋白在未同氧結合時為順磁性，。
在同氧結合後便轉變為抗磁性，這兩種弱磁性的相互轉變就反映了生物體內的氧化和還原過程，因而其磁性研究成為這種重要生命現象的一種研究方法；
如果目前醫學上有着重要應用的核磁共振成像技術發展到電子順磁共振成像技術，可以預料利用這一技術便可顯示生物體內順磁物質(如血紅蛋白和自由基等)的分布和變化，這會在生命科學和醫學上得到重要的應用。(另外，某些測氧儀的原理就是利用順磁性)
鹼金屬元素和除了鐵、鈷、鎳以外的過渡元素都具有順磁性。在順磁性物質內部，由於原子軌域或分子軌域只含有奇數個電子，會存在有很多未配無損失輸運對電子。遵守泡利不相容原理，任何配對電子的自旋，其磁矩的方向都必需彼此相反。
未配對電子可以自由地將磁矩指向任意方向。當施加外磁場時，這些未配對電子的磁矩趨於與外磁場呈相同方向，從而使磁場更加強烈。假設外磁場被撤除，則順磁性也會消失無蹤。
一般而言，除了金屬物質以外，順磁性與溫度相關。由於熱騷動（thermal agitation）造成的碰撞會影響磁矩整齊排列，溫度越高，順磁性越微弱；溫度越低，順磁性越強烈。
簡而言之：電子自旋產生磁場，分子中有不成對電子時，各單電子平行自旋，磁場加強。這時物質呈順磁性。
高磁場下順磁性N dF3的磁飽和特性
順磁性N dF3的磁化強度溫度特性曲線
不同順磁性(100%純度)礦粒運動軌跡模擬
什麼是順磁性，反磁性，抗磁性
順磁性是指材料對磁場響應很弱的磁性。如用磁化率 k=M/H 來表示（M和H分別為磁化強度和磁場強度），從這個關係來看，磁化率k是正的，即磁化強度的方向與磁場強度的相同，數值為10－6—10－3量級。
所有物質都具有反磁性。在外磁場作用下，電子的軌道運動產生附加轉動，動量矩發生變化，產生與外磁場相反的感生磁矩，表現出反磁性。但在含有不成對電子的物質中被順磁磁化率掩蓋。
抗磁性是指一種弱磁性。組成物質的原子中，運動的電子在磁場中受電磁感應而表現出的屬性。外加磁場使電子軌道動量矩繞磁場進動，產生與磁場方向相反的附加磁矩，故磁化率k抗為很小的負值（10－5—10－6量級）。所有物質都具有抗磁性。
典型的順磁性氣體是氧氣，常見的順磁體有過渡金屬的鹽類、稀土金屬的鹽類及氧化物。溫度高於磁轉變溫度時，序磁性（見鐵磁性）物質也呈現為順磁性，如室溫情況下除釓以外的稀土金屬。
抗磁性應用：由物質的磁化率研究相關的物質結構是磁化學的一個重要研究內容；一些物質如半導體中的載流子在一定的恆定磁場和高頻磁場同時作用下會發生抗磁共振，由此可測定半導體中載流子的符號和有效質量；由生物抗磁性組織的磁化率異常變化可推測該組織的發生病變。
1、在外磁場作用下，電子的軌道運動產生附加轉動(Larmor進動)，動量矩發生變化，產生與外磁場相反的感生磁矩，表現出反磁性。但在含有不成對電子的物質中被順磁磁化率（比反磁性大1-3個數量級）掩蓋。
2、順磁性（paramagnetism）是指材料對磁場響應很弱的磁性。如用磁化率 k=M/H 來表示（M和H分別為磁化強度和磁場強度），從這個關係來看，磁化率k是正的，即磁化強度的方向與磁場強度的相同，數值為10-6——10-3量級。
一些原子核（如1H，7Li，11B，13C，17O等以及中子）具有磁矩，在磁場作用下會產生順磁性，但其順磁磁化率比電子對順磁性的貢獻小得多，只有10-6——10-10量級。因而在討論物質的順磁性時，可不計及核的順磁性。
物質之 磁矩是由其內每一 原子內之 電子之 自旋，及軌道運動所產生之磁矩和及原子間之 交互作用之和。利用物質之磁矩對中子磁矩作用產生之 繞射現象，可以測定物質內 原子磁矩之分布方向和次序。利用中子繞射而測得之MnF₂和NiO二種反鐵磁性物質之磁矩結構。
在MnF₂反鐵磁性物質中，Mn 離子其3d軌道未飽和之電子受到磁場 磁化之磁矩依面心立方 晶格而分布，因在每一角落上離子之磁矩都是同一方向。而是在這個立方面上之離子磁矩都在同一相反方向。其向量和等於零，因而此種物質之 磁化率，X等於零。
物質在磁場中之取向效應受到熱激動的抵抗，因而其磁化率隨溫度而變。當溫度等於某一溫度尼爾溫度時，反鐵磁物質的磁化率會稍微上升，當溫度超過尼爾溫度TN時，則反鐵磁性物質之磁性近於 順磁性。