자화율

물질의 자화율은 대개 χ_m으로 표시를 하는데 이 값은 물질의 자기화 M 과 이때의 자기장의 세기 H와의 비에 해당한다. 즉 χ_m〓M/H이다. 이 값은 엄밀하게 말하면 체적자기화율인데 이것은 자기화가 단위 부피당 자성의 양을 나타내기 때문이다. 자성물질은 자화율에 따라서 반자성·상자성(常磁性)·강자성으로 나눌 수 있다.

비스무트(Bi)와 같은 반자성체를 외부 자기장 내에 놓으면 외부 자기장의 일부를 자체 내부로부터 밀어내게 되어 만일 이 물체가 막대기 형태를 하고 있으면 자기장과 수직이 되는 방향으로 물체가 정렬하게 된다. 반자성 물질은 일정하며 작은 값의 자화율을 갖는데 이 값은 온도의 변화에 대해서 단지 미세하게 변화한다.

백금과 같은 상자성 물질은 내부의 원자가 작은 값의 자기 쌍극자 모멘트를 갖고 있어서 이들이 외부 자기장과 부분적으로 정렬하기 때문에 내부의 자기장이 증가하게 된다. 상자성 물질의 자화율은 일정한 값이며 1/1,000 정도의 작은 값인데 이것은 자기 쌍극자가 정렬함으로써 증가하는 자기장의 세기가 외부에서 부가되는 자기장의 세기에 비해서 매우 작음을 의미한다.

상자성 물질의 자화율은 절대온도에 반비례하는데 이것은 온도의 증가에 의해서 원자의 열적 운동이 증가하게 되어 자기 쌍극자가 정렬하는 것을 방해하기 때문이다. 철이나 코발트와 같은 강자성 물질의 자화율은 일정하지 않으며 자화율은 대개 가해진 자기장의 세기에 비례하게 된다.

강자성 자화율의 값은 비교적 큰 양의 값을 갖는데 때로는 1,000을 넘는 값을 갖기도 한다. 이 경우 강자성 물질 내부에서의 자화는 외부에서 가해진 자기장에 비해 1,000배 정도 큰 값을 갖게 되는데 이것은 이와 같은 물질이 강한 자성을 띠는 원자 자석의 무리(강자성 구역)들로 이루어져 있어서 외부자기장에 보다 용이하게 정렬할 수 있기 때문이다.