Почему поле выстраивает моменты лишь немного
У многих парамагнитных веществ есть атомы или ионы с собственным магнитным моментом — обычно потому, что в атоме имеются неспаренные электроны. Внешнее поле поворачивает эти моменты в предпочтительное направление: так системе энергетически выгоднее. Но тепловое движение постоянно мешает упорядочению. Поэтому возникает не идеальная общая ориентация, а лишь небольшой перевес моментов, направленных вдоль поля.
Насколько заметен этот перевес, зависит от силы поля и температуры. Чем сильнее поле, тем больше моментов оно способно склонить к выстраиванию; чем теплее вещество, тем активнее тепловое движение этому противодействует. В обычных условиях эффект обычно слабее, чем у ферромагнетиков.
Почему образец тянется к магниту
Само выстраивание магнитных моментов ещё не объясняет перемещение вещества: для притяжения поле должно быть неодинаковым в разных точках. Рядом с полюсом магнита оно обычно сильнее, чем дальше от него. В этой области магнитное взаимодействие снижает энергию парамагнетика, и образец испытывает силу в сторону более сильного поля.
В однородном поле моменты могут поворачиваться, но заметного притяжения всего образца в определённую сторону не возникает: с обеих сторон условия одинаковы. Так проявляется важная разница между действием поля на внутренние магнитные свойства вещества и силой, которая перемещает его целиком.
Что происходит после удаления магнита
Когда внешнее поле исчезает, исчезает и причина, поддерживавшая небольшой перевес ориентированных моментов. Тепловое движение снова распределяет направления почти случайно, и суммарная намагниченность парамагнетика становится практически нулевой. Материал не сохраняет «память» о поле, как это способны делать ферромагнетики: у них коллективное взаимодействие магнитных моментов может поддерживать упорядочение и без внешнего магнита.
