Bahan magnet kekal yang mempamerkan sifat-sifat magnet walaupun tanpa kehadiran magnet luar. Selain itu, bahan yang tidak menunjukkan sifat magnet kekal tetapi bertindak balas dengan medan luar yang juga dikelaskan sebagai bahan magnetik. Bahan magnet terdiri daripada kumpulan yang besar. Umumnya, bahan dibahagikan kepada beberapa kumpulan, iaitu paramegnet, dimagnet, feromagnet, antiferomagnet dan ferimagnet.
Sifat paramagnet wujud pada bahan yang terdiri atom, ion atau molekul yang memiliki momen tetap yang berpunca daripada petala yang mempunyai bilangan elektron ganjil. Pemagnetan bahan sebegini bergantung pada nisbah tenaga magnet dan terma bagi setiap momen. Apabila medan luar dikenakan kepada bahan paramagnet, arah pemagnetan yang teraruh sama dengan arah medan magnet itu.Ini menyebabkan bahan paramagnet mempunyai nilai kerentanan magnet yang kecil tetapi sentiasa bernilai positif. Kumpulan bahan paramagnetan yang bersandar kepada suhu dan keparamagnetan yang tidak bersandar kepada suhu. Antara contoh bahan paramagnet ialah uranium dan natrium.
Pada skala mikroskopik, atom-atom yang mendirikan bahan dimagnet tidak mempunyai momen magnet kekal. Ciri ini disebabkan oleh atom atu ionnya terdiri daripada petala-petala elektron yang lengkap. Ini menyebabkan momen magnet orbitan dan momen spin saling membatal antara satu dengan lain. Terdapat perbezaan yang nyata bahan diamagnet dengan paramagnet. Bagi bahan diamagnet, nilai direntanannya adalah negatif, manakala bahan paramagnet mempunyai nilai kerentanan positif. Kedua-dua ciri ini bergantung pada momen magnet bebas dalam atom. Bahan diamagnet mempunyai momen dwikutub bebas dengan orientasinya adalah keadaan rawak. Namun begitu, apabila medan magnet dikenakan, momen ini tersusun dalam arah medan magnet. Daya yang menentang penjajaran momen oleh magnet luar bergantung pada suhu. Jumlah momen magnet yang mengikut arah medan magnet diberi oleh hubungan mB/kT, dengan mB ialah tenaga magnet manakala kT ialah tenaga tenaga kinetik terma. Contoh bahan diamagnet ialah raksa, karbon dan plumbum.
Semua bahan mempunyai sifat diamagnet kerana mempunyai petala-petala dalam yang lengkap. Walaubagaimanapun, sekiranya sifat paramagnet bahan tersebut lebih dominan maka ia akan membatalkan sifat diamagnet bahan tersebut.
Bahan feromagnet ialah bahan yang mempunyai momen magnet kekal yang tersusun secara sejajar antara satu dengan lain walaupun tanpa kehadiran medan magnet luar. Daya tolakan magnetik antara momen yang sama arah ini menyebabkan keferomagnetan sukar difahami. Bagi kebanyakan bahan feromagnet, pemagnetan spontan ini terkandung dalam rantau-rantau kecil yang dinamai domain. Apabila bahan feromagnet dikenakan medan luar, domain yang mempunyai pemagnetan spontan selari dengan arah medan luar akan membesar. Keadaan ini menyebabkan pemagnetan bersih wujud dengan cepat di bawah pengaruh medan luar yang kecil. Contoh bahan yang menunjukkan sifat feromagnet ialah kobalt, nikel dan besi.
Namun begitu, jika bilangan dan saiz momen magnet yang berada dalam arah yang bertentangan dengan arah medan luar sama dengan momen pada arah medan, ia tidak akan mewujudkan kesan pemagnetan kekal secara makroskopik. Bahan sebegini dikenali sebagai antiferomagnet. Jika momen magnet berbeza dari segi saiz dan magnitud dengan arah yang satu lagi, maka ia dikenali sebagai bahan antiferomagnet. Antara contohnya ialah kromium.
Bagi bahan antiferomagnet, nilai kerentanan (susceptibility) bersih adalah sifar manakala bahan nilainya tidak sifar.Kerentanan magnet bahan antiferomagnet adalah positif dan kecil, iaitu menghampiri sifat paramagnet. Bagi bahan ferimagnet pula, ia mempunyai nilai kerentanan yang besar seperti bahan feromagnat. Satu contoh biasa bahan ferimagnet ialah bahan magnetit (Fe2O4) yang merupakan ahli kumpulan ferit. Berbeza dengan bahan feromagnet, bahan ini mempunyai kekonduksian elektrik yang rendah dan ini membolehkannya menghalang kehilangan tenaga akibat arus pusar.
Penulis: Syed Yusainee Syed Yahya
Bahan-bahan ini, seperti paramagnet, dimagnet, feromagnet, antiferomagnet, dan ferimagnet, masing-masing mempunyai ciri unik dalam tindak balas terhadap medan magnet:
Paramagnet: Tindak balas terhadap medan magnet dengan momen magnet yang sama arah, walaupun lemah. Contoh: Uranium dan natrium.
Dimagnet: Tidak mempunyai momen magnet kekal dan menunjukkan kerentanan magnet negatif apabila medan luar dikenakan. Contoh: Raksa, karbon, dan plumbum.
Feromagnet: Menyimpan momen magnet kekal walaupun tanpa kehadiran medan luar, serta membentuk domain magnet. Contoh: Kobalt, nikel, dan besi.
Antiferomagnet: Tiada pemagnetan kekal kerana momen magnet bertentangan saling membatalkan. Contoh: Kromium.
Ferimagnet: Sama seperti feromagnet tetapi dengan kerentanan yang lebih tinggi, contohnya magnetit (Fe₂O₄), dan berguna dalam elektronik kerana sifat kekonduksian elektrik rendah.
Gambaran ini boleh membantu pelajar memahami perbezaan antara bahan-bahan magnetik melalui eksperimen sederhana atau contoh visual, terutamanya bagi menonjolkan sifat pemagnetan dan kerentanan dalam setiap bahan.
