Magnetne lastnosti materialov

Železne datoteke se odzovejo na magnetno polje magneta in sprejmejo vzorec njihovih linij

Katere so magnetne lastnosti materialov?

The Magnetne lastnosti Materialov so manifestacije, ki jih ti kažejo pred prisotnostjo zunanjih magnetnih polj, in tudi dejstvo, da obstajajo elementi in spojine, ki spontano proizvajajo ta polja.

Primeri materialov z opaznimi magnetnimi lastnostmi so železo, kobalt in nikelj, poleg nekaterih železovih oksidov, kot so magnetit in maghemitski, kromijevi oksidi, nikljevi oksidi in zlitine, kot so alinic (aluminij, nikelj in kobalt).

Njegov magnetizem se manifestira skozi privlačnost, ki jo izvajajo palice, narejene s temi materiali, na železnih zapisih, kovinskih sponkah, kovancih in drugih majhnih kovinskih predmetih.

Če so železne datoteke nameščene na list papirja in spodaj prenesejo magnet za palico, potem je opaziti, da so datoteke organizirane v vzorcu ukrivljenih in zaprtih linij, ki pustijo en konec palice in končajo v drugem.

To je vzorec magnetnega polja, ki ga magnet proizvede in se oblikuje zahvaljujoč odzivanju v vložitve. Ko je magnet odstranjen, se datoteke zlahka neorganizirajo.

Izvor magnetizma na terenu je gibanje elektronov znotraj atoma. Elektroni imajo gibanje, ki ga poganja elektrostatična privlačnost, ki ga ima jedro na njih, in imajo tudi Spin, povsem kvantno kakovost, analogno elektronu obrne svojo osi.

Kot rezultat, se elektron obnaša kot drobna toka, ki proizvaja svoje magnetno polje.

Magnetni odziv

Vse snovi nerazločno se odzovejo na zunanje magnetno polje. To je zato, ker v katerem koli atomu orbitalno gibanje elektronov ustvari vektor, imenovan Orbitalni magnetni trenutek, In spin ustvarja Spin -ov magnetni trenutek.

Med njimi ustvarijo magnetni trenutek elektrona in to posledično prispeva k neto magnetnemu trenutku atoma.

Lahko vam služi: povprečni pospešek: kako se izračuna in reši

Mimogrede, protoni, ki so podobno kot elektroni, so delci, napolnjeni v gibanju, zelo majhen prispevajo k neto magnetnemu trenutku atoma. Torej lahko štejemo, da je atomski magnetni trenutek skoraj v celoti odvisen od njegovih elektronov.

V večini materialov so magnetni trenutki naključno razporejeni, kar ima za posledico neto atomski magnetni trenutek 0. Toda v materialih, ki so sposobni proizvajati svoje magnetno polje, so trenutki veliko bolj organizirani, ne prekličejo in ustvarjajo magnetnega trenutka, ki ni vvoj.

Zdaj predpostavimo, da je material postavljen v prisotnost zunanjega magnetnega polja, ki bi lahko poravnalo motene magnetne trenutke v materialu in ustvarilo drugačen magnetni trenutek od 0. To bi povzročilo magnetni odziv zadevne snovi.

Obstajajo tri vrste odgovorov:

• Diamagnetizem
• Paramagnetizem
• Feromagnetizem

Magnetna občutljivost

Za opis vsakega od teh odzivov obstaja fizična količina brez dimenzij, imenovanih Magnetna občutljivost. Njegova vrednost sporoča o stopnji magnetizacije, ki jo je snov sposobna pokazati v prisotnosti zunanjega magnetnega polja.

Ja M Gre, H Zunanje magnetno polje in χ magnetna občutljivost morata za številne snovi:

M = χ ∙H

To pomeni, da je magnetizacija, ustvarjena v materialu, neposredno sorazmerna z uporabo zunanjega polja.

Glavne magnetne lastnosti materialov

1. Diamagnetizem

Vsi materiali brez izjeme, sedanji diamagnetni odziv, ki je vedno odbojni na zunanje magnetno polje. Če je to edini učinek, ki ga ima zunanje polje na material, se to šteje za diamagnetno.

Vam lahko služi: nanometer: enakovrednosti, uporabe in primeri, vaje

Odbojnik izvira iz zakona Faraday-Lenza, saj zunanje polje povzroči tok v materialu, ki vedno nasprotuje vzroku, ki ga povzroča.

Materiali z najbolj poudarjenim diamagnetnim odzivom so bizmut in antimon. Diamagnetizem lahko opazimo tudi z lesom, vodo, soljo, v kovinah, kot so zlato, srebro in baker, ter v nekaterih plinih, kot je helij.

Magnetna občutljivost teh materialov je vedno negativna, na primer bizmut je -16.6 (brez enot, saj nima dimenzij).

2. Paramagnetizem

Obstajajo atomi z neto magnetnim mostom majhne velikosti. Ko so izpostavljeni zunanjemu magnetnemu polju, izvaja navor, ki ponavadi poravna posamezne magnetne trenutke s tem poljem.

Odziv materiala na polje je privlačnost, ki ustvarja vektor magnetizacije M neto v notranjosti. Zato je magnetna občutljivost paramagnetnega materiala vedno pozitivna.

Pri segrevanju materiala se poravnava magnetizacije, pridobljene z zunanjim poljem.

Eksperimentalno je znano, da je magnetna občutljivost χ paramagnetnih materialov odvisna od temperature t kot:

Kjer je C konstanta zadevnega paramagnetnega materiala. Ta enačba predstavlja Zakon Curie.

Primeri paramagnetnih materialov so: uran, platina, aluminij, natrij, bakreni sulfat in redke zemlja.

3. Feromagnetizem

V feromagnetnih materialih, kot so železo, nikelj, kobalt in zlitine, se magnetni trenutki vsakega atoma ponavadi poravnajo veliko več in tvorijo mikro regije, imenovane Magnetne domene.

Domene so naključno usmerjene, kadar material ni magnetiziran, na primer železni žebelj, zaradi česar je potencialna energija znotraj materiala minimalna.

Vam lahko služi: navidezna gostota: formula, enote in vaje rešene

Toda pri uporabi zunanjega magnetnega polja se meje domen spreminjajo, pri čemer pridobivajo velikost tiste, ki se uspejo uskladiti z zunanjim poljem. Če je to dovolj intenzivno, vse domene pridobijo isto smer in material je v njem magnetiziran.

Železni predmeti, nikelj ali kobalt, z visoko magnetno občutljivostjo, lahko pridobijo intenzivno magnetizacijo, kadar je podvržen vplivu močnega zunanjega polja, in ga v veliki meri ohranijo, ko je polje zatreti. Na ta način lahko izdelate stalne magnete.

Tako kot pri paramagnetnih materialih se tudi feromagnetizem zmanjšuje s temperaturo in izginja pri kritični temperaturi, imenovani Curie temperatura.

Drug način za oslabitev magnetizacije je, da spustite magnet ali ga udarite, saj vplivi ponavadi razveljavijo magnetne domene.

Ferrimagnetizem

V ferimagnetnih materialih obstaja tudi vrstni red v posameznih magnetnih trenutkih vsakega atoma. Vsi so poravnani v isto smer, vendar izmenično pomen, kar pomeni, da je mogoče nekatere preklicati, vendar ne vse, zato je rezultat neto magnetizacija v materialu.

Primer ferimagnetnega materiala je Maghemita, železov oksid, ki je v določenih pogojih nastal iz magnetita in ima močan magnetizem.

4. Antiferromagnetizem

Drug način, kako so magnetni trenutki naročeni, je Antiparallela, torej izmikanje njihovih čutov, kot pri manganskem oksidu, zato se ne odzivajo na enak način na zunanja polja, ki jih feromagnetna materiala.

Teme, ki jih zanimajo

Optične lastnosti materialov