SUMBER MEDAN MAGNET

SUMBER-SUMBER MEDAN MAGNET Hukum Biot-Savart Dari percobaan mereka, Biot dan Savart menemukan suatu persamaan matematika yang memberikan nilai medan magnet pada suatu titik dalam ruang dengan bentuk arus yang menghasilkan medan tersebut. Persamaan tersebut didasarkan pada pengamatan percobaan berikut untuk medan magnet dB di titik P pada elemen panjang ds seutas kawat berarus tetap I: Vektor dB tegak lurus ds (yang mengarah pada arah arus) dan vertor satuan r ̂ yang mengarah dari ds ke P. Besar nilai dB berbanding terbalik dengan r2, di mana r adalah jarak dari ds ke P. Besar nilai dB sebanding dengan arus dan besar nilai ds dari elemen panjang ds. Besar nilai dB sebanding dengan nilai sin θ, di mana θ adalah sudut antara vektor ds dan r ̂ . Pengamatan-pengamatan ini disimpulkan dalam persamaan matematika yang sekarang dikenal sebagai Hukum Biot-Savart dB= μ_0/4π (I ds x r ̂)/r^2 (30.1) di mana μ_0 adalah konstanta yang disebut permeabilitas ruang bebas: μ_0 = 4π x 10-7 T m/A (30.2) Perhatikan bahwa medan dB dalam persamaan 30.1 adalah medan yang diciptakan oleh arus hanya pada elemen panjang ds yang kecil dari konduktor. Untuk mendapatkan medan magnet total B yang diciptakan pada suatu titik oleh arus berukuran terhingga, kita harus menjumlahkan kontribusi dari semua elemen arus I ds yang membentuk arus tersebut. Artinya, kita harus menghitung B dengan mengintegralkan persamaan 30.1: B= (μ_0 I)/4π ∫▒( ds x r ̂)/r^2 (30.3) di mana integralnya diambil pada seluruh distribusi arus. 30.2 Medan Magnet di Antara Dua Konduktor Sejajar Konduktor-konduktor sejajar yang membawa arus pada arah yang sama akan tarik-menarik dan konduktor-konduktor sejajar yang membawa arus pada arah yang berlawanan akan tolak-menolak. Oleh karena besarnya gaya adalah sama untuk kedua kawat, kita lambangkan besar gaya magnetic antar kawat tersebut sebagai FB. Kita dapat menuliskan besarnya ini dalam bentuk gaya per satuan panjang: F_B/l= μ_(0I_1 I_2 )/2πa (30.4) Gaya di antara kedua kawat sejajar digunakan untuk mendefinisikan ampere sebagai berikut. Ketika besar nilai gaya per satuan panjang di antara dua kawat panjang sejajar yang membawa arus identik dan terpisahkan sejauh 1 m adalah 2 x 10-7 N/m, arus dalam setiap kawat didefinisikan sebagai 1 A. Satuan Internasional (SI) untuk muatan, yaitu coulomb, didefinisikan dalam ampere: Ketika sebuah konduktor membawa arus tunak 1 A, besarnya muatan yang mengalir melalui penampang silang konduktor tersebut dalam waktu 1 s adalah 1 C. 30.3 Hukum Ampere Penemuan Oersted pada tahun 1819 mengenai pembelokkan jarum kompas telah mendemonstrasikan bahwa sebuah konduktor yang berarus menghasilkan medan magnet. Figur 30.1a menunjukkan bagaimana efek ini dapat diperagakan di dalam kelas. Beberapa jarum kompas diletakkan pada bidang horizontal di dekat seutas kawat vertical panjang. Ketika tidak ada arus dalam kawat, semua jarum menunjukkan pada arah yang sama (medan magnet Bumi), seperti telah diduga sebelumnya. Ketika kawat tersebut membawa arus tunak yang kuat, semua jarumnya membelok pada arah garis singgung lingkaran, seperti Figur 30.9b. pengamatan-pengamatan ini mendemonstrasikan bahwa arah medan magnet yang dihasilkan oleh arus kawat sesuai dengan aturan tangan kanan. Ketika arusnya dibalik, jarum pada Figur 30.1b juga ikut berbalik. Figur 30.1 Sekarang mari kita hitung hasil kali B.ds untuk elemen panjang yang kecil ds pada lintasan lingkaran yang didefinisikan oleh jarum-jarum kompas dan menjumlahkan hasil kali untuk semua elemen panjang lintasan lingkaran tertutup. Sepanjang lintasan lingkran tersebut, vector ds dan B sejajar di setiap titik, jadi B.ds = B ds. Lebih lanjut, besar B konstan pada lingkaran ini dan dinyatakan oleh Persamaan 30.5. Oleh karena itu, jumlah hasil kali B ds sepanjang lintasan tertutup, yang ekuivalen dengan integral garis dari B.ds adalah ∮▒〖B .ds〗=B ∮▒〖ds= μ_0I/2πr (2πr)= μ_0 I〗 Di mana ∮▒ds = 2πr adalah keliling lintasan lingkaran. Walaupun hasil ini dihitung untuk kasus khusus, yaitu lintasan lingkaran yang mengelilingi kawat, ini dapat juga digunakan untuk lintasan tertutup berbentuk apapun (suatu loop amprian) yang mengelilingi arus yang berada dalam suatu rangkaian tidak terputus. Kasus umumnya, yang dikenal sebagai Hukum Ampere, dapat dinyatakan sebagai berikut: Integral garis B.ds di sekeliling lintasan tertutup mana pun sama dengan μ_0 I, di mana I adalah arus tunak total yang melewati permukaan mana pun yang dilingkupi oleh lintasan tertutupnya. ∮▒〖B .ds〗 = μ_0 I (30.4) Hukum Ampere Hukum Ampere menjelaskan terciptanya medan magnet oleh semua konfigurasi arus kontinu, tetapi pada tingkat matematika yang kita miliki, hanya bermanfaat bagi kita untuk menghitung medan magnet dan konfigurasi-konfigurasi arus yang memiliki simetri yang berderajat tinggi. Manfaatnya serupa dengan Hukum Gauss dalam menghitung medan listrik untuk distribusi muatan bersimetri tinggi. 30.4 Medan Magnet dari Solenoida Sebuah solenoid adalah seutas kawat panjang yang berbentuk heliks. Dengan konfigurasi ini, medan magnet yang homogen dapat dihasilkan dalam ruang yang dikelilingi oleh lilitan-lilitan kawat yang akan kita sebut sebagai bagian dalam solenoid- ketika solenoida dialiri arus. Ketika lilitannya rapat, setiap lilitan dapat dianggap (secara pendekatan) sebagai loop lingkaran dan medan magnetnya merupakan jumlah vector dari medan yang dihasilkan oleh semua lilitan. Jika lilitannya rapat dan solenoidanya memiliki panjang yang terhingga, garis-garis medan magnetnya seperti ditunjukkan pada Figur 30.2a. distribusi garis medan ini serupa dengan garis medan pada magnet batang. Jadi, salah satu berperilaku seperti kutub utara magnet dan ujung yang berlawanan berperilaku seperti kutub selatan. Ketika panjang solenoid bertambah, medan bagia dalamnya menjadi lebih homogeny dan medan bagian luarnya menjadi lebih lemah. Solenoida ideal terjadi ketika lilitannya rapat dan panjangnya lebih besar dari jari-jari lilitannya. Figur 30.2 Oleh karena solenoidanya ideal, B pada ruang bagian dalam adalah homogeny dan sejajar dengan sumbu dan garis-garis medan magnet dalam ruang bagian luar membentuk lingkaran-lingkaran di sekeliling solenoid. Bayangkan lintasan segi empat dengan panjang l dan lebar w seperti ditunjukkan pada Figur 30.19. Kita dapat menerapkan hukum Ampere pada lintasan tersebut dengan menghitung integral B. ds sepanjang setiap sisi persegi. Kontribusi sepanjang sisi 3 adalah nol karena garis-garis medan magnetnya tegak lurus lintasan dalam daerah ini. Kontribusi sisi 2 dan 4 adalah nol, sekali lagi karena B tegak lurus ds sepanjang lintasan ini, baik di dalam maupun di luar solenoida. Sisi 1 memberikan kontribusi kepada integral karena sepanjang lintasan ini B adalah homogeny dan sejajar dengan ds. Integral sepanjang lintasan segi empat tertutup tersebut adalah ∮▒〖B .ds= 〗 ∮▒〖B .ds= 〗 B ∮▒ds=Bl Ruas kanan dari Hukum Ampere mengandung arus total I pada daerah yang dibatasi oleh lintasan integralnya. Dalam kasus ini, arus total yang melewati lintasan segi empat sama dengan arus yang melewati setiap lilitan dikalikan jumlah lilitannya. Jika N adalah jumlah lilitan pada panjang l, arus total yang melewati segi empat ini adalah NI. Oleh karena itu, Hukum Ampere yang diterapkan pada lintasan ini menghasilkan ∮▒〖B .ds= 〗 Bl= μ_0 NI B= μ_0 N/l I= μ_0 nI (30.5) Persamaan 30.17 berlaku hanya untuk titik-titik di dekat pusat (yaitu yang jauh dari ujung) dari solenoid yang sangat panjang. Sesuai pikiran kita, medan di dekat setiap ujung adalah lebih kecil daripada nilai yang diberikan oleh Persamaan 30.5. Pada ujung soledoina yang sangat panjang, besar medannya dalah setengah besar medan di pusat. 30.5 Fluks Magnetik Fluks yang terkait dengan medan magnet didefinisikan dalam bentuk yang mirip dengan bentuk yang digunakan untuk mendefinisikan fluks listrik. Bayangkan sebuah elemen luas dA pada permukaan sembarang, seperti ditunjukkan pada Figur 30.3. Jika medan magnet pada elemen ini adalah B, fluks magnetic yang menembus elemen tersebut adalah B . dA, di mana dA adalah vector yang tegak lurus permukaan dan besarnya sama dengan luas dA. Oleh karena itu, fluks magnetic total Φ_B yang melewati permukaan adalah Φ_B= ∫▒〖B .dA〗 (30.6) Bayangkan suatu kasus khusus, yaitu sebuah bidang dengan luas A dalam medan homogen B yang membentuk sudut θ dengan dA. Fluks magnetic yang menembus bidang tersebut dalam kasus ini adalah Φ_B=BA cos⁡〖θ 〗 (30.7) Satuan fluks magnetic adalah T. m2, di mana didefinisikan dalam satuan weber (Wb); 1 Wb = 1 T. m2. 30.6. Hukum Gauss dalam Magnetisme Fluks listrik yang menembus sebuah permukaan tertutup yang mengelilingi muatan adalah sebanding dengan muatan tersebut (Hukum Gauss). Dengan kata lain, jumlah garis medan listrik yang meninggalkan permukaan hanya bergantung pada muatan di dalamnya. Sifat ini didasarkan pada fakta bahwa garis-garis medan listrik bermula dan berakhir pada muatan listrik. Hukum Gauss dalam magnetism menyatakan bahwa 30.7. Arus Pergesaran dan Bentuk Umum Hukum Ampere Dalam persamaan ∮▒〖B.ds=μ_0 I〗, integral garis dilakukan sepanjang lintasan tertutup mana pun yang dilewati oleh arus konduksi, dimana arus konduksi didefinisikan oleh persamaan I=dq⁄dt. Hukum Ampere dalam bentuk ini berlaku hanya jika setiap medan listrik yang ada konstan terhadap waktu. Maxwell menyadari batasan ini dan memodifikasi Hukum Ampere untuk memasukkan medan listrik yang berubah-ubah terhadap waktu. Bayangkan sebuah kapasitor yang diberi muatan seperti pada figure 30.25. Ketika arus konduksi muncul, muatan pada keping positif berubah, tetapi tidak arus konduksi muncul di antara kedua keping. Ketika kita anggap lintasan p melingkupi S1, maka ∮▒〖B.ds=μ_0 I〗 karena konduksi melingkupi S1. Ketika lintasannya dianggap melingkupi S2, maka ∮▒〖B.ds=0〗 karena tidak ada arus konduksi yang melewati S2. Dengan demikian, kita memperoleh situasi yang bertentangan yang muncul dari suatu arus yang diskontinu! Maxwell memecahkan masalah ini dengan menggunakan suatu suku tambahan pada ruas kanan Persamaan 30.13, yang mengandung sebuah faktor yang disebut arus pergeseran Id, yang didefinisikan sebagai pergeseran dalam konteks ini tidak memiliki arti. I_d≡∈_0 (dΦ_E)/dt Di mana ϵ_0 adalah permitivitas ruang bebas dan Φ_E=∫▒〖E.dA〗 adalah fluks listrik. Ketika kapasitor diberi muatan (atau dihilangkan muatannya), medan listrik yang berubah diantara kedua kepingnya dapat dianggap ekuivalen dengan arus yang berperilaku sebagai kelanjutan dari arus konduksi dalam kawat. Ketika persamaan untuk arus pergeseran. Hukum Ampere-Maxwell ∮▒〖B.ds=μ_0 (I+I_d )=μ_0 I+μ_0 ϵ_0 (dΦ_E)/dt〗 Kita dapat memahami makna persamaan ini dengan mengacu pada figure 30.26. Fluks listrik yang menembus permukaan S2 adalah Φ_E=∫▒〖E.dA=EA〗, di mana A adalah luas keeping kapasitor dan E adalah besar medan listrik yang homogeny di antara kedua keping. Jika q adalah muatan keping pada waktu kapan pun, maka E=q⁄((ϵ_0 A)). Oleh karena itu, fluks listrik yang menembus S2 adalah Φ_E=EA=q/ϵ_0 Jadi, arus pergeseran Id yang menembus S2 adalah I_d=ϵ_0 (dΦ_E)/dt=dq/dt Artinya arus pergeseran Id yang menembus S2 tepat sama dengan arus konduksi I yang menembus S1. Dengan melihat permukaan S2, kita dapat mengidentifikasi arus pergeseran sebagai sumber medan magnet pada batas permukaannya. Arus pergeseran secara fisis berasal dari medan listrik yang berubahmterhadap waktu. Inti dari formalism ini adalah Medan magnet yang dihasilkan baik oleh arus konduksi maupun oleh medan listrik yang berubah terhadap waktu. 30.8 Magnetisme dalam Bahan Medan magnet yang dihasilkan oleh arus dalam suatu kumparan kawat memberikan petunjuk kepada kita mengenai apa yang menyebabkan bahan-bahan tertentu memiliki sifat magnetic yang kuat. Secara umum setiap loop arus memiliki medan magnet dan memiliki momen dipol magnetik, termasuk loop arus pada skala atomik yang dijelaskan dalam beberapa model atom. Momen Magnetik Atom-atom Model klasik atom, elektron bergerak dalam orbit melingkar mengelilingi inti yang jauh lebih berat. Dalam model ini, elektron yang mengorbit akan menghasilkan loop berarus kecil (karena elektron adalah muatan yang bergerak); momen magnetik elektron bersesuaian dengan gerak orbitalnya. Diasumsikan bahwa sebuah elektron bergerak dengan kelajuan konstan v dalam orbit lingkaranyang berjari-jari r di sekelilinginti. Oleh karena elektron menempuh jarak 2πr (keliling lingkaran) dalam selang waktu T, kelajuan orbitnya adalah ν=2πr/T. Arus I yang bersesuaian dengan elektron yang mengorbit ini adalah muatan e di bagi oleh T. dengan menggunakan T=2π⁄(πω )dan ω=ν⁄r, kita peroleh I=e/T=eω/2π=ev/2πr Besar momen magnetik yang bersesuaian dengan loop arus ini adalah μ=IA=[ev/2πr]πr^2=1/2 evr Oleh karena besar momentum sudut orbital elektron adalah L=m_c vr dengan ϕ=〖90〗^o momen magnetik dapat dituliskan sebagai μ=(e/(2m_e ))L Hal ini mendemonstrasikan bahwa momen magnetik elektron sebanding dengan momentum sudut orbitalnya. Oleh karena elektron merupakan muatan negative, vektor μ dan L mengarah pada arah-arah yang saling berlawanan. Kedua vektor tersebut saling tegak lurus bidang orbit. Suatu hasil fundamental dari fisika kuantum adalah bahwa momentum sudut orbit terkuantisasi dan besarnya sama dengan kelipatan dari ℏ=h⁄2π=1.05x〖10〗^(-34) J.s, di mana h adalah konstanta Planck. Nilai bukan nol yang paling kecil dari momen magnetik elektron dan merupakan hasil dari gerak orbitalnya adalah μ=√2 e/(2m_e ) ℏ. Kebanyakan materi, momen magnetik sebuah elektron dalam atom dinihilkan oleh elektron lain yang mengorbit pada arah yang berlawanan. Hasilnya untuk kebanyakan materi, efek magnetik yang dihasilkan oleh gerak orbital elektron adalah nol atau sangat kecil. Selain dari momen magnetik orbitnya, sebuah elektron (begitu juga proton, neutron, dan partikel lainnya) memiliki sifat intrinsik yang disebut berputar (spin), yang juga berkontribusi pada momen magnetiknya. Secara klasik, elektron dapat dianggap berputar pada porosnya. Besar momentum sudut S yang bersesuaian dengan spin adalah sama tingkat besarannya dengan besar momentum sudut L akibat gerak orbital. Besar momentum sudut spin dari sebuah elektron yang diramalkan oleh teori kuantum adalah S=√3/2 ℏ Momen magnetik yang secara karakteristik dikaitkan dengan spin dari sebuah elektron memiliki nilai μ_spin=eℏ/(2m_e ) Kombinasi dari konstanta-konstanta ini disebut magneton Bohr, μ_B=eℏ/(2m_e )=9.27x〖10〗^(-24 )J/T Jadi, momen magnetik atom dapat dinyatakan sebagai kelipatan dari magneton Bohr. (Perhatikan bahwa 1 J/T = 1 A.m2) Dalam atom-atom yang mengandung banyak elektron, elektron-elektronnya biasa berpasangan dengan elektron lain dengan spin yang berlawanan; jadi, momen magnetiks spinnya saling menghilangkan. Namun demikian, atom-atom yang memiliki jumlah elektron yang ganjil harus memiliki setidaknya satu elektron yang tak berpasangan dan maka dari itu memiliki suatu momen magnetik spin. Momen magnetik total dari sebuah atom adalah jumlah vektor momen magnetik orbital dan spinnya. Inti atom juga harus memiliki momen magnetik yang berasal dari proton-proton dsn neutron-neutronnya. Namun demikian, momen magnetik proton atau neutron jauh lebih kecil dibandingkan dengan elektron dan biasanya dapat diabaikan. Oleh karena massa proton dan neutron jauh lebih besar daripada elektron, tingkat besaran momen magnetiknya103 kali lebih kecil daripada elektron. Vektor Magnetisasi dan Kuat Medan Magnet Keadaan magnetik suatu zat dijelaskan dengan besaran yang disebut vektor magnetisasi M. Besar nilai vektor ini didefinisikan sebagai momen magnetik persatuan volume dari zat. Bayangkan suatu daerah di mana medan magnet B0 dihasilkan oleh konduktor berarus. Jika sekarang kita isi daerah tersebut dengan suatu zat magnetik, medan magnet total B dalam daerah tersebut adalah B=B0+Bm, dimana Bm adalah medan yang dihasilkan oleh zat magnetiknya. Dengan demikian B_m=μ_0 nI, dimana I adalah arus dalam solenoid khayal dan n adalah jumlah lilitan persatuan panjang. B_m=μ_0=μ_0 N/l I=μ_0 NIA/lA Kita mengenal pembilang NIA sebagai momen magnetik total dari semua loop pada panjang l dan pembilang lA sebagai volume solenoid yang bersesuaian dengan panjang ini: B_m=μ_0 μ/V Ketika zat diletakkan dalam medan magnet, medan magnet total pada daerah tersebut dapat dinyatakan sebagai B=B_0+μ_0 M Ketika menganalisis medan magnet yang diakibatkan oleh magnetisasi, biasanya diberikan suatu besaran yang disebut kuat medan magnet H di dalam zat. Kuat medan magnet berhubungan dengan medan magnet akibat arus konduksi dalam kawat. Untuk menekankan pada perbedaan antara kuat medan H dan medan B, kita lebih sering menyebut medan B sebagai rapat fluks magnetik atau induksi magnetik. Kuat medan magnet adalah momen magnetik per satuan volume akibat arus; jadi hal ini serupa dengan vektor M dan memiliki satuan yang sama. Klasifikasi dari Substansi Magnetik Semua bahan dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori, tergantung pada sifat magnetiknya. Bahan paramagnetic dan feromagnetik adalah yang terbuat dari atom-atom yang memiliki momen magnetik permanen. Bahan diamagnetik adalah yang terbuat dari atom-atom yang tidak memiliki momen magnetik yang permanen. Suseptibilitas magnetik χ. M=χH, dimana χ adalah faktor tak berdimensi yang disebut suseptibilitas magnetik. Faktor ini juga dapat dianggap sebagai ukuran seberapa rentannya suatu bahan ketika dimagnetisasi. Jika kita substitusikan persamaan M=χH untuk M kedalam persamaan B=μ_0 (H+M) diperoleh B=μ_0 (H+M)=μ_0 (H+χH)=μ_0 (1+χ)H atau B=μ_m H Paramagnetik μ_m>μ_0 Diamagnetik μ_m<μ_0 Feromagnetisme Terdapat sedikit zat kristalin yang memiliki efek magnetik yang kuat yang kita sebut feromagnetisme. Beberapa contoh zat feromagnetik adalah besi, kobalt, nikel, gadolinium, dan disprosium. Zat-zat ini mengandung momen magnetik atom yang permanen dan cenderung menjadi sejajar antara satu dan yang lain, bahkan dalam pengaruh medan magnetik yang lemah. Ketika momennya telah tersejajarkan, zat tersebut tetap termagnetisasi bahkan setelah medan eksternalnya dihilangkan.penyejajaran permanen ini diakibatkan oleh adanya penggandengan yang kuat di antara momen-momen yang berdekatan. Hal ini adalah jenis penggandengan (coupling) yang dapat dipahami hanya dalam bentuk mekanika kuantum. Semua bahan feromagnetik tersusun dari daerah-daerah mikroskopis yang disebut domain, yaitu daerah di mana semua momen magnetiknya tersejajarkan. Domain-domain ini memiliki volume sekitar 10-12 hingga 10-8 m3 dan mengandung 1017 hingga 1021 atom. Batas di antara domain-domain yang berlainan dan memiliki orientasi berbeda-beda disebut dinding domain. Dalam sampel yang tak termagnetisasi, momen magnetiknya nol. Ketika sampel diletakkan dalam pengaruh medan magnet eksternal B0, ukuran domain-domain tersebut yang momen magnetiknya telah tersejajarkan dengan medannya bertambah besar, menyebabkan sampel termagnetisasi. Ketika medan eksternalnya menjadi sangat kuat, ukuran momen magnetiknya tidak tersejajarkan dengan medan menjadi sangat kecil. Ketika medan eksternalnya disingkirkan, sampel dapat tetap termagnetisasi pada arah medan yang awalnya. Pada suhu biasa, goncangan termal tidak cukup untuk merusak orientasi dari momen-momen magnetik ini. Ketika suhu zat faromagnetik mencapai atau melebihi suhu kritis yang disebut suhu curie, zat tersebut kehilangan magnetisasi residunya dan menjadi paramagnetik. Di bawah suhu curie, momen-momen magnetiknya mengalami penyejajaran dan zatnya menjadi faromagnetik. Di atas suhu curie, goncangan termalnya cukup besar untuk menyebabkan terjadinya orientasi acak pada momen-momennya dan zatnya menjadi paramagnetik. Paramagnetisme Zat-zat paramagnetik memiliki suseptibilitas magnetik yang kecil namun positif (0<χ≪1) sebagai akibat dari keberadaan atom-atom (atau ion-ion) yang memiliki momen magnetik permanen. Momen-momen ini berinteraksi sangat lemah dengan sesamanya dan terorientasi secara acak pada saat tidak ada medan magnet eksternal. Ketika zat paramagnetik diletakkan dalam pengaruh medan magnet eksternal, momen-momen atomiknya cenderung searah dengan medannya. Namun demikian, proses penyejajarannya harus bersaing dengan gerak termal, yang cenderung mengacak kembali orientasi momen magnetik. Magnetisasi zat paramagnetik sebanding dengan medan magnet yang memengaruhinya dan berbanding terbalik dengan suhu mutlaknya: M=C B_0/T Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Curie Hukum tersebut menunjukkan bahwa ketika B_0=0, magnetisasinya adalah nol, sesuai dengan orientasi acak dari momen-momen magnetiknya. Ketika rasio medan magnet terhadap suhunya menjadi besar, magnetisasinya mendekati nilai saturasi, sesuai dengan fakta bahwa momen-momennya benar-benar telah tersejajarkan. Diamagnetisme Ketika suatu medan magnet eksternal memengaruhi zat diamagnetik, suatu momen magnetik yang lemah diinduksikan pada arah yang berlawanan dengan medannya. Hal ini menyebabkan zat diamagnetik ditolak lemah oleh magnet. Walaupun diamagnetisme terdapat dalam semua bahan, efeknya jauh lebih kecil daripada efek paramagnetisme atau feromagnetisme dan hanya jelas ketika efek-efek yang lain tidak ada. Dua elektron atom yang intinya mengorbit pada arah yang berlawanan, tetapi dengan kelajuan yang sama. Elektron-elektron tersebut tetap berada dalam orbit lingkarannya karena adanya gaya tarik elektrostatistik yang diberikan oleh inti atom yang bermuatan positif. Oleh karena momen magnetik kedua elektron sama besar-namun berlawanan arah, keduanya saling menghilangkan dan momen magnetik atomnya menjadi nol. Ketika terdapat medan magnet eksternal, elektron mengalami tambahan gaya magnetik qv x B. Superkonduktor adalah suatu bahan dimana hambatan listriknya mencapai nol di bawah suatu suhu kritis tertentu. Superkonduktor jenis tertentu juga menujukkan efek diamagnetisme sempurna dalam keadaan superkonduksi, fenomena ini dikenal sebagai efek Meissner. Jika magnet permanen didekatkan ke sebuah superkonduktor, kedua benda tersenut akan tolak-menolak. Medan Magnet Bumi Kutub selatan medan magnetik Bumi terletak di dekat Kutub Utara geografis Bumi, sebaliknya, Kutub Utara magnetik Bumi terletak di dekat Kutub Selatan geografis Bumi. Walaupun pola medan magnet Bumi serupa dengan pola yang terbentuk jika kita meletakkan suatu magnet batang raksasa di dalam Bumi, sangatlah mudah untuk dipahami mengapa sumber medan magnet Bumi tidak mungkin berupa suatu bongkahan besar dari bahan magnetisasi yang permanen.