Xem mã nguồn của Thuận từ

[[Tập tin:Paramagnetic probe without magnetic field.svg|nhỏ|phải|400px|Mô hình về cấu trúc [[mômen lưỡng cực từ|mômen từ]] của chất thuận từ: hệ mômen từ của chất thuận từ được xem như các [[nam châm vĩnh cửu|nam châm]] nhỏ, độc lập, không tương tác.]]
{{Vật lý vật chất ngưng tụ}}
'''Thuận từ''' là những chất có [[từ tính]] yếu (trong ngành [[từ học]] xếp vào nhóm phi từ, có nghĩa là chất không có từ tính). Tính chất thuận từ thể hiện ở khả năng hưởng ứng thuận theo [[từ trường]] ngoài, có nghĩa là các chất này có [[mômen lưỡng cực từ|mômen từ]] [[nguyên tử]] (nhưng giá trị nhỏ), khi có tác dụng của từ trường ngoài, các mômen từ này sẽ bị quay theo từ trường ngoài, làm cho [[từ trường|cảm ứng từ]] tổng cộng trong chất tăng lên.

Thuận từ và [[nghịch từ]] được xếp vào nhóm các chất phi từ, hoặc nhóm không có trật tự từ. [[Độ cảm từ|Độ từ thẩm]] của các chất thuận từ là lớn hơn 1 nhưng xấp xỉ 1 (chỉ chênh lệch cỡ 10<sup>−6</sup>). Từ tính yếu của thuận từ do hai yếu tố đem lại:

- Mômen từ nguyên tử

- Các mômen từ nguyên tử này nhỏ và hoàn toàn không tương tác với nhau.

Các chất thuận từ điển hình là: [[ôxy|ôxi]], [[nhôm]]...
== Chất thuận từ theo lý thuyết cổ điển Langevin ==
Từ tính của chất thuận từ được tính theo [[mômen lưỡng cực từ|mômen từ]] [[nguyên tử]] mà trong đó, coi rằng các mômen từ này không tương tác (không tồn tại [[tương tác trao đổi]] trong các chất thuận từ).
Tổng thống kê của hệ sẽ được cho bởi<ref>{{chú thích sách | author=Buschow K.H.J, de Boer F.R. | title=''Physics of Magnetism and Magnetic Materials''   | publisher=Kluwer Academic / Plenum Publishers | year=2004 | editor= | id=ISBN 0-306-48408-0}}
</ref>:

<math>\Theta(T,H) = \int_0^{\pi}\exp\left(-\frac{\mu_0 \times H \times \cos{\theta}}{k_B T}\right) \times 2 \pi \times \sin{\theta}d \theta</math>

<math>\Theta(T,H) = 4 \pi \times \frac{k_B T}{\mu_0 H} \times \operatorname{sh}\left(\frac{\mu_0 H}{kT}\right)</math>

và [[độ từ hóa]] của chất thuận từ được xác định bởi:

<math>M = \frac{N}{V} \overline{\mu_H} = -\frac{N}{V} \times \frac{\partial \Theta(T,H)}{\partial H}</math>

<math>M = \frac{N}{V} \times \mu_0 \times \left[\operatorname{cth}\left(\frac{\mu_0 H}{k_B T}\right) - \frac{k_B T}{\mu_0 H}\right]</math>

với:

- <math>k_B, H, T</math> là [[hằng số Boltzmann]], [[từ trường]] ngoài và [[nhiệt độ]].

- <math>N, V, \mu_0</math> là số [[nguyên tử]], [[thể tích]] của vật và mômen từ của một nguyên tử.
== Theo lý thuyết lượng tử ==
Trong [[cơ học lượng tử]], từ độ được xác định bằng phương pháp [[khoa học Thống kê|thống kê]] [[cơ học lượng tử|lượng tử]] và cho kết quả tương tự:

<math>M = \mu_B \times \frac{N}{V} \times \left[(2S + 1).\operatorname{cth}\left(\frac{(2S + 1) \mu_B H}{k_B T}\right) - \operatorname{cth}\left(\frac{\mu_B H}{k_B T}\right)\right]</math>

với <math>\mu_B, S</math> là [[Bohr magneton]] và [[mômen]] [[spin]].
== Chất thuận từ trong các giới hạn ==
* '''Trong giới hạn từ trường nhỏ'''
:Từ hàm [[độ từ hóa|từ độ]] của chất thuận từ, có thể khai triển gần đúng trong giới hạn từ trường nhỏ (hoặc nhiệt độ cao):

:Khi <math>\ \frac{\mu_0 H}{k_B T} \ll 1</math>, thì <math>\operatorname{cth}\left(\frac{\mu_0 H}{k_B T}\right) \approx \frac{\mu_0 H}{3 k_B T} + \frac{k_B T}{\mu_0 H}</math>

:Do đó, [[độ từ hóa|từ độ]] của chất thuận từ [[tỉ lệ thuận]] với [[từ trường]] ngoài và tỉ lệ nghịch với [[nhiệt độ]] theo hàm:

:<math>M = \frac{N}{V} \times \frac{\mu_0^2 H}{3 k_B T}</math>

* '''Trong giới hạn từ trường lớn và nhiệt độ thấp'''
:Ở nhiệt độ thấp và từ trường đủ lớn <math>\left(\frac{\mu_B H}{k_B T} \gg 1\right)</math> thì chất thuận từ đạt trạng thái bão hòa từ, từ độ sẽ nhận giá trị:

:<math>M = 2S \times \frac{N}{V} \times \mu_B</math>

== Siêu thuận từ ==
{{chính|Siêu thuận từ}}
Là một trạng thái của chất các chất [[sắt từ]] đạt được khi kích thước các hạt nhỏ hơn giới hạn [[siêu thuận từ]], khi đó chất sẽ mang hành vi như một chất thuận từ với từ độ lớn và biến thiên theo hàm Langevin.

== Xem thêm ==
* [[Siêu thuận từ]]
* [[Nghịch từ]]
* [[Sắt từ]]
* [[Độ từ hóa|Từ độ]]
* [[Bohr magneton]]

==Tham khảo==
{{Tham khảo}}
{{Kiểm soát tính nhất quán}}

[[Thể loại:Từ học]]
[[Thể loại:Khái niệm vật lý]]