ジョゼフ・ラーモアと反磁性

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ジョゼフ・ラーモアと反磁性の違い

ジョゼフ・ラーモア vs. 反磁性

ョゼフ・ラーモア（Joseph Larmor, 1857年7月11日 - 1942年5月19日）は、アイルランド出身の物理学者、数学者。 ベルファストのクィーンズ・カレッジとケンブリッジ大学で学び、1880年から1885年までクィーンズ・カレッジで教え、その後ケンブリッジの講師になる。1903年にストークスの後を継いでケンブリッジ大学数学教授（ルーカス講座主任教授）になる。 1892年王立協会フェロー選出。1900年の著書『エーテルと物質』が有名。新しい物理学の誕生する前の世代の物理学者としてとらえられることが多い。磁場中の電子の歳差運動（Larmor Precession）などに名を残している。 1911年から1922年まで選出の庶民院議員を務めた。. 反磁性（はんじせい、diamagnetism）とは、磁場をかけたとき、物質が磁場の逆向きに磁化され（＝負の磁化率）、磁場とその勾配の積に比例する力が、磁石に反発する方向に生ずる磁性のことである 。 反磁性体は自発磁化をもたず、磁場をかけた場合にのみ反磁性の性質が表れる。反磁性は、1778年にセバールド・ユスティヌス・ブルグマンス によって発見され、その後、1845年にファラデーがその性質を「反磁性」と名づけた。 原子中の対になった電子（内殻電子を含む）が必ず弱い反磁性を生み出すため、実はあらゆる物質が反磁性を持っている。しかし、反磁性は非常に弱いため、強磁性や常磁性といったスピンによる磁性を持つ物質では隠れて目立たない。つまり、差し引いた結果の磁性として反磁性があらわれている物質のことを反磁性体と呼ぶに過ぎない。 このように、ほとんどの物質において反磁性は非常に弱いが、超伝導体は例外的に強い反磁性を持つ（後述）。なお、標準状態において最も強い反磁性をもつ物質はビスマスである。 なお、反強磁性（antiferromagnetism)は反磁性とは全く違う現象である。.

ラーモア反磁性

ラーモア反磁性（ - はんじせい、Larmor diamagnetism）とは反磁性のひとつであり、古典的には原子に磁場をかけたときに、電子がレンツの法則に従い原子核のまわりでラーモア運動とよばれるサイクロトロン運動をする（より正確には、元の軌道半径は変わらずに角周波数が増える）ことによって生じる反磁性である。1905年にポール・ランジュバンによって理論的に求められた。このような電子の運動はジョセフ・ラーモアにより研究されたため、ラーモア反磁性とよばれる。また、理論により求めたランジュバンより、ランジュバンの反磁性と呼ばれることもある。 ラーモア反磁性の大きさは、温度に依存しない。また、原子番号Zが大きい元素では反磁性が大きくなる。更に、電子の軌道半径に依存するため、かつては磁化率の値から原子の大きさを求めるために利用されていた。 貴ガス原子やイオン芯 などでは、電子軌道が閉殻となっており、その結果反磁性を示す。これは閉殻電子では軌道角運動量の和Lやスピン角運動量の和Sがゼロとなっており、よってラーモア反磁性よりも強いスピンや軌道角運動量による磁気モーメントが消え、ラーモア反磁性の効果が残るためである。この反磁性は特に閉殻の反磁性、イオン芯の反磁性、コアの反磁性などとよばれることがある。 古典論で厳密な計算をすると、ラーモア反磁性はランジュバンの常磁性項と打ち消しあって消える。また、古典論では磁性を説明することができず（ボーア＝ファン・リューエンの定理）、量子論が必要不可欠である。.

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