DIAMAGNÉTISME

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Les corps qui, contrairement aux substances dites magnétiques, possèdent une perméabilité magnétique μ (rapport entre le vecteur induction B et le vecteur champ H) inférieure à celle du vide sont dits diamagnétiques. Les lignes de force d'un champ magnétique sont alors repoussées vers l'extérieur ; les points par lesquels pénètrent les lignes de force s'aimantent positivement, alors que ceux par lesquels elles sortent s'aimantent négativement.

Il en résulte l'apparition d'un moment magnétique m induit par le champ magnétique et qui lui est opposé (ce moment magnétique disparaît avec la cause excitatrice, contrairement à ce qui se passe dans le cas des corps ferromagnétiques).

Le plus souvent, ce moment induit est proportionnel au champ inducteur : m = k . H, et le corps est dit magnétiquement isotrope.

Le coefficient de proportionnalité qui caractérise le corps est appelé susceptibilité magnétique. Il est négatif et est relié à la perméabilité par la relation μ = 1 + 4 π k (systèmes non rationalisés) ou μ = 1 + k (système Giorgi rationalisé, ou S.I.).

Ce moment induit, opposé au champ inducteur, est lié à l'apparition de forces tendant à repousser le corps vers la région des champs faibles. Ces forces sont toujours très petites : la répulsion due à un électro-aimant produisant un champ d'un million d'ampères par mètre sur un gramme de substance diamagnétique est de l'ordre de 10-5 newton, ce qui explique pourquoi le diamagnétisme est demeuré longtemps inaperçu.

La quasi-totalité des molécules organiques, la plupart des gaz (l'oxygène et l'oxyde d'azote, NO, font exception), l'eau, les acides, les éléments chimiques non métalliques et de nombreux métaux sont diamagnétiques.

La susceptibilité magnétique d'une quantité donnée de substance diamagnétique est, à de rares exceptions près (métaux, bismuth, graphite), pratiquement indépendante de la température (loi de Curie).

—  Jean HOARAU

Écrit par :

  • : professeur à l'université de Bordeaux-I, responsable de l'équipe de recherche de physicochimie théorique associée au C.N.R.S., laboratoire de chimie-physique de l'université de Bordeaux-I

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Pour citer l’article

Jean HOARAU, « DIAMAGNÉTISME », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/diamagnetisme/