Diamagnetismus

Zusammenfassung

Diamagnetismus ist eine Eigenschaft aller Stoffe und wird halbklassisch häufig als Induktionseffekt gedeutet (X < 0). Mit Hilfe des Bohr-van Leeuwen-Theorems läßt sich jedoch beweisen, daß Magnetismus in jeder Form, also auch der Diamagnetismus, ein rein quantenmechanisches Phänomen ist. Es bestehen qualitative Unterschiede zwischen dem Diamagnetismus der Isolatoren und dem der Metalle. Der sog. Larmor-Diamagnetismus der Isolatoren wird durch die Reaktion gefüllter Elektronenschalen auf ein äußeres Magnetfeld bewirkt. Begrifflich schwieriger ist der Landau-Diamagnetismus der Leitungselektronen eines metallischen Festkörpers. Deren Suszeptibilität setzt sich aus drei Anteilen zusammen, einer diamagnetischen Komponente (X_Landau < 0) , die der Bahnbewegung der Elektronen zuzuschreiben ist, einer paramagnetischen Komponente (X_Pauli > 0), die durch die Kopplung des Feldes an den Elektronenspin bewirkt wird, und einer oszillatorischen Komponente, die als Funktion des Feldes periodisch ihr Vorzeichen ändert. Letztere führt zum de Haas-van Alphen-Effekt.