Susceptibilite magnetique
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-
Susceptibilité magnétique
La susceptibilité magnétique (notée χm) est la faculté d'un matériau à s'aimanter sous l'action d'une excitation magnétique. La réaction est de deux types : aimantation du matériau s'accompagnant de l'apparition d'une force mécanique.
Description microscopique
En présence d'une excitation magnétique 
, les différents moments magnétiques électroniques ou nucléaires vont se diviser en différents niveaux d'énergie. Pour le noyau d'hydrogène caractérisé par un spin de valeur 1/2, l'aimantation peut prendre deux positions dites parallèle ou anti-parallèle. L'état parallèle étant de plus basse énergie, il est plus peuplé et il en résulte dans le milieu, une aimantation nucléaire macroscopique notée 
.
Caractérisation macroscopique
L'aimantation est proportionnelle à l'excitation magnétique appliquée : le coefficient de proportionnalité, noté χm, définit la susceptibilité magnétique du milieu ou matériau considéré.
- avec l'aimantation en ampère par mètre (A/m), χm la susceptibilité magnétique (sans dimension) et l'excitation magnétique appliqué aussi en ampère par mètre (A/m).
- Lorsque χm est positif, on dit que le corps dans lequel apparaît l'aimantation est paramagnétique.
- Lorsque χm est nul, on a du vide.
- Lorsque χm est négatif, le corps est dit diamagnétique.
À cette catégorisation se superpose une seconde classification, avec notamment le ferromagnétisme, qui caractérise les corps qui conservent leur aimantation en l'absence d'excitation, tels que le fer, le cobalt ou le nickel (paramagnétisme très intense et rémanent).
On peut relier la susceptibilité magnétique à la perméabilité relative par: μr = 1 + χm ou bien χm = μr − 1.
Exemple de matériaux
Susceptibilité magnétique de quelques matériaux
| Matériau |
χm |
Tc |
| Bi |
-16,6×10-5 |
|
| C |
-2,1×10-5 |
|
| eau |
-1,2×10-5 |
|
| vide |
0 |
|
| O2 |
0,19×10-5 |
|
| Al |
2,2×10-5 |
|
| Co |
70 |
1131°C |
| Ni |
110 |
372°C |
| Fe |
200 |
774°C |
D'après l'équation constitutive de la matière utilisée par le système S.I., l'aimantation M et l'excitation magnétique H ont la même unité. La susceptibilité magnétique, qui s'établit comme un rapport de ces deux grandeurs, n'a pas d'unité (grandeur adimensionnelle).
Voir aussi
Articles connexes
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