5
BAB II
LANDASAN TEORI
A. Dasar-Dasar Teori Magnetik
Setiap atom terdiri dari inti dan elektron yang bergerak mengelilingi inti. Di samping mengorbit terhadap inti, elektron juga berotasi terhadap sumbunya
sendiri spin. Gerakan elektron ini dipahami oleh para ilmuwan sebagai sumber timbulnya medan magnet.
Setiap arus atom merupakan rangkaian tertutup yang berukuran atom yang dapat dirumuskan secara tepat sebagai dipol magnet. Sebenarnya besaran yang
sangat diperhatikan adalah momen dipol, karena medan imbas magnet yang ditimbulkan dari suatu atom ditentukan dengan merinci momen dipol magnetnya,
m yang secara makro didefinisikan sebagai besaran vektor magnetisasi M.
Jika respon molekul secara individu terhadap medan magnet luar yang digunakan dikaji sampai tuntas, maka akan sampai pada teori untuk permeabilitas
dan hubungan B terhadap H semua jenis bahan. Dengan demikian dapat
ditunjukkan secara sederhana bagaimana perilaku magnet guna menurunkan perkiraan tingkat besaran yang benar untuk nilai permeabilitas dalam kasus
kemagnetan dalam bahan. Secara makro ada dua vektor medan yaitu medan B dan intesitas medan luar H yang dihubungkan melalui persamaan:
B =
µ
o
H + M ...1
Pada ruang hampa nilai magnetisasi M akan sama dengan nol sehingga diperoleh
persamaan:
6
B =
µ
o
H
...2
dengan µ
o
dikenal sebagai parameter permeabilitas magnetik dalam ruang hampa yang besarnya
µ
o =
7
10 .
4
−
π Ns
2
C
2
. Medan magnet dalam bahan dipengaruhi oleh intensitas medan magnet
luar H dan besarnya magnetisasi oleh bahan M. Hubungan antara H dan M sesuai
persamaan :
M =
χ
m
H ...3
dengan χ
m
merupakan besaran skalar tanpa dimensi yang dikenal dengan
supsebilitas magnetik bahan, sedangkan antara B dan H terdapat hubungan yang
linier sesuai persamaan :
B = µ H
...4 dengan
µ
dikenal sebagai parameter permeabilitas magnetik dalam bahan yang besarnya
µ = µ
o
1 + χ
m
... 5 Mengacu persamaan 1, maka besarnya medan magnet di dalam bahan adalah :
B = µ H + M
...6 Subtitusikan persamaan 3 dan 5 ke persamaan 6, maka akan diperoleh
persamaan umum untuk medan magnet di dalam bahan :
B = µ
o
1 + χ
m
H +
χ
m
H …7
atau
B
= µ
o
+ 2µ
o
χ
m
+ µ
o
χ
m 2
H ...8
7
B. Sifat Kemagnetan Bahan
Berdasarkan sifat medan magnet atomis, bahan dibagi menjadi tiga golongan, yaitu diamagnetik, paramagnetik dan ferromagnetik. Bahan
diamagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet atomis masing-masing atom atau molekulnya nol, tetapi orbit dan spinnya tidak nol. Bahan diamagnetik
tidak mempunyai momen dipol magnet permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka elektron-elektron dalam atom akan berubah gerakannya
sedemikian hingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya berlawanan, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 . Arah gerakan elektron dalam bahan diamagnetik jika diberi medan
magnet luar.
Sifat diamagnetik bahan ditimbulkan oleh gerak orbital elektron sehingga semua bahan bersifat diamagnetik karena atomnya mempunyai elektron orbital.
Bahan dapat bersifat magnet apabila susunan atom dalam bahan tersebut mempunyai spin elektron yang tidak berpasangan. Dalam bahan diamagnetik
hampir semua spin elektron berpasangan, akibatnya bahan ini tidak menarik garis gaya. Permeabilitas bahan diamagnetik adalah
μ μ
dan suseptibilitas magnetiknya 0
m
χ . Contoh bahan diamagnetik yaitu : bismut, perak, emas,
tembaga dan seng.
Medan magnet dari luar Diamagnetik
Resultan medan magnet atomis
Kategori