Obwohl im Wesentlichen in allen Substanzen vorhanden, ist Diamagnetismus ein viel schwächerer Effekt und wird daher oft durch relativ starke entgegengesetzte Effekte wie Paramagnetismus unterdrückt. Dieser Effekt wird ausschließlich bei solchen Festkörpern beobachtet, die kein permanentes, intrinsisches magnetisches (Dipol-)Moment tragen, also keine ungepaarten Valenzelektronen enthalten. Die Existenz eines sehr kleinen magnetischen Moments ungleich Null für diese Materialien wird der Orbitalbewegung von Elektronen zugeschrieben.
Warum ist dann die makroskopische Magnetisierung in Abwesenheit eines externen Magnetfelds Null? Wie verstehen wir das aus der klassischen Langevin-Theorie und der Quantentheorie?
Ich glaube nicht, dass Ihre Frage Quantenphysik braucht, um sie zu erklären.
Zunächst einmal haben alle Materialien diamagnetische Beiträge, und das ist im Allgemeinen unabhängig davon, ob intrinsische magnetische Momente vorhanden sind oder nicht; Alles, was Sie brauchen, ist eine Ladung. Selbst Quantenbehandlungen (wie sie beispielsweise von Langevin oder Landau durchgeführt werden) erfordern keine vorbestehenden magnetischen Momente.
Betrachten Sie den Fall eines freien Elektronenplasmas im thermischen Gleichgewicht. Nach dem Bohr-van-Leeuwen-Theorem kann es für das Plasma im Gleichgewicht kein magnetisches Nettomoment geben. Schalten Sie nun ein Magnetfeld ein. Das System verlässt das Gleichgewicht und erzeugt einen Strom, der dem Magnetfeld entgegengesetzt ist (dh das Gesetz von Faraday). Dieser endliche Strom impliziert ein magnetisches Nettomoment, was bedeutet, dass das Plasma diamagnetisch ist.
Wenn man in dieser Situation fragen würde: "Warum ist dann die makroskopische Magnetisierung ohne äußeres Magnetfeld Null?" Die Antwort ist, dass es keinen Grund für Momente gab, sich anzustellen (keine Austauschinteraktion usw.).
KF Gauß