- النفاذية المغناطيسية النسبية
- المواد المغناطيسية و شبه المغناطيسية
- المواد المغناطيسية حقًا: المغناطيسية الحديدية
- المراجع
و النفاذية النسبية هو مقياس لقدرة من الناحية المادية، التي يجتازها تيار دون أن تفقد احترام features- لغيرها من المواد التي هي بمثابة و المرجعية. يتم حسابه كنسبة بين نفاذية المادة قيد الدراسة وتلك الخاصة بالمواد المرجعية. لذلك فهي كمية تفتقر إلى الأبعاد.
بشكل عام ، عند الحديث عن النفاذية ، نفكر في تدفق السوائل ، عادة الماء. ولكن هناك أيضًا عناصر أخرى قادرة على المرور عبر المواد ، مثل المجالات المغناطيسية. في هذه الحالة نتحدث عن النفاذية المغناطيسية والنفاذية المغناطيسية النسبية.
يتمتع النيكل بنفاذية مغناطيسية عالية نسبيًا ، ولهذا السبب تلتصق العملات المعدنية بشدة بالمغناطيس. المصدر: Pixabay.com.
تعتبر نفاذية المواد خاصية مثيرة للغاية بغض النظر عن نوع التدفق الذي يمر عبرها. بفضله ، من الممكن توقع كيف ستتصرف هذه المواد في ظل ظروف متنوعة للغاية.
على سبيل المثال ، تعتبر نفاذية التربة مهمة جدًا عند بناء الهياكل مثل المصارف والأرصفة وغيرها. حتى بالنسبة للمحاصيل ، فإن نفاذية التربة ذات صلة.
مدى الحياة ، تسمح نفاذية أغشية الخلايا للخلية بأن تكون انتقائية ، من خلال السماح بمرور المواد الضرورية مثل العناصر الغذائية ورفض المواد الأخرى التي قد تكون ضارة.
فيما يتعلق بالنفاذية المغناطيسية النسبية ، فإنه يعطينا معلومات حول استجابة المواد للمجالات المغناطيسية التي يسببها المغناطيس أو الأسلاك الحية. تكثر هذه العناصر في التكنولوجيا التي تحيط بنا ، لذلك يجدر بنا التحقق من تأثيرها على المواد.
النفاذية المغناطيسية النسبية
أحد التطبيقات المثيرة للاهتمام للموجات الكهرومغناطيسية هو تسهيل التنقيب عن النفط. يعتمد على معرفة مدى قدرة الموجة على اختراق باطن الأرض قبل أن تخففها.
يوفر هذا فكرة جيدة عن نوع الصخور الموجودة في مكان معين ، حيث أن كل صخرة لها نفاذية مغناطيسية نسبية مختلفة ، اعتمادًا على تكوينها.
كما قيل في البداية ، عندما نتحدث عن النفاذية النسبية ، فإن مصطلح "نسبي" يتطلب مقارنة الحجم المعني بمواد معينة ، مع حجم مادة أخرى تعمل كمرجع.
هذا قابل للتطبيق دائمًا ، بغض النظر عما إذا كانت نفاذية للسائل أو المجال المغناطيسي.
الفراغ له نفاذية ، لأن الموجات الكهرومغناطيسية ليس لديها مشكلة في السفر هناك إنها لفكرة جيدة أن تأخذ هذا كقيمة مرجعية للعثور على النفاذية المغناطيسية النسبية لأي مادة.
نفاذية الفراغ ليست سوى الثابت المعروف لقانون Biot-Savart ، والذي يستخدم لحساب ناقل الحث المغناطيسي. قيمته هي:
يصف هذا الحجم كيفية مقارنة الاستجابة المغناطيسية للوسط بالاستجابة في الفراغ.
الآن ، يمكن أن تكون النفاذية المغناطيسية النسبية مساوية لـ 1 ، أو أقل من 1 أو أكبر من 1. وهذا يعتمد على المادة المعنية وكذلك على درجة الحرارة.
- من الواضح ، إذا كانت μ r = 1 فإن الوسط هو الفراغ.
- إذا كانت أقل من 1 فهي مادة مغناطيسية
- إذا كانت أكبر من 1 ، ولكن ليس كثيرًا ، تكون المادة مغناطيسية
- وإذا كانت أكبر بكثير من 1 ، فإن المادة تكون مغنطيسية.
تلعب درجة الحرارة دورًا مهمًا في النفاذية المغناطيسية للمادة. في الحقيقة هذه القيمة ليست دائما ثابتة. مع زيادة درجة حرارة مادة ما ، فإنها تصبح مضطربة داخليًا ، وبالتالي تقل استجابتها المغناطيسية.
المواد المغناطيسية و شبه المغناطيسية
تستجيب المواد ذات النطاقات المغناطيسية سلبًا للمجالات المغناطيسية وتصدها. اكتشف مايكل فاراداي (1791-1867) هذه الخاصية في عام 1846 ، عندما اكتشف أن قطعة من البزموت تم صدها بواسطة أي من أقطاب المغناطيس.
بطريقة ما ، يحث المجال المغناطيسي للمغناطيس حقلاً في الاتجاه المعاكس داخل البزموت. ومع ذلك ، فإن هذه الخاصية ليست حصرية لهذا العنصر. جميع المواد لديها إلى حد ما.
من الممكن إظهار أن صافي المغنطة في مادة مغناطيسية تعتمد على خصائص الإلكترون. والإلكترون هو جزء من ذرات أي مادة ، لذلك يمكن أن يكون لكل منهم استجابة مغناطيسية في مرحلة ما.
الماء والغازات النبيلة والذهب والنحاس وغيرها الكثير هي مواد مغناطيسية.
من ناحية أخرى ، فإن المواد المغناطيسية لها بعض من مغنطتها الخاصة. لهذا السبب يمكنهم الاستجابة بشكل إيجابي للمجال المغناطيسي للمغناطيس ، على سبيل المثال. لديهم نفاذية مغناطيسية مماثلة لقيمة μ أو.
بالقرب من المغناطيس ، يمكن أيضًا أن تصبح ممغنطة وتصبح مغناطيسًا من تلقاء نفسها ، لكن هذا التأثير يختفي عند إزالة المغناطيس الحقيقي من المنطقة المجاورة. الألومنيوم والمغنيسيوم أمثلة على المواد المغناطيسية.
المواد المغناطيسية حقًا: المغناطيسية الحديدية
المواد البارامغنطيسية هي الأكثر وفرة في الطبيعة. ولكن هناك مواد تنجذب بسهولة إلى المغناطيس الدائم.
إنهم قادرون على اكتساب المغنطة بأنفسهم. هذه هي الحديد والنيكل والكوبالت والأتربة النادرة مثل الجادولينيوم والديسبروسيوم. بالإضافة إلى ذلك ، تُعرف بعض السبائك والمركبات بين هذه المعادن وغيرها بالمواد المغناطيسية الحديدية.
يختبر هذا النوع من المواد استجابة مغناطيسية قوية جدًا لمجال مغناطيسي خارجي ، مثل المغناطيس ، على سبيل المثال. هذا هو السبب في أن عملات النيكل تلتصق بقضبان المغناطيس. وفي المقابل ، يلتصق قضيب المغناطيس بالثلاجات.
النفاذية المغناطيسية النسبية للمواد المغناطيسية أعلى بكثير من 1. يوجد داخلها مغناطيس صغير يسمى ثنائيات القطب المغناطيسية. مع محاذاة ثنائيات الأقطاب المغناطيسية هذه ، فإنها تكثف التأثير المغناطيسي داخل المواد المغناطيسية.
عندما تكون ثنائيات الأقطاب المغناطيسية هذه في وجود مجال خارجي ، فإنها تتماشى معه بسرعة وتلتصق المادة بالمغناطيس. على الرغم من أن المجال الخارجي مكبوت ، مما يؤدي إلى تحريك المغناطيس بعيدًا ، إلا أن المغناطيسية المتبقية تبقى داخل المادة.
تسبب درجات الحرارة المرتفعة اضطرابًا داخليًا في جميع المواد ، وتنتج ما يسمى "التحريض الحراري". مع الحرارة ، تفقد ثنائيات الأقطاب المغناطيسية محاذاةها ويتلاشى التأثير المغناطيسي.
درجة حرارة كوري هي درجة الحرارة التي يختفي عندها التأثير المغناطيسي تمامًا من المادة. عند هذه القيمة الحرجة ، تصبح المواد المغناطيسية شبه المغناطيسية.
تستخدم أجهزة تخزين البيانات ، مثل الأشرطة المغناطيسية والذاكرة المغناطيسية ، المغناطيسية المغناطيسية. أيضًا مع هذه المواد يتم تصنيع مغناطيسات عالية الكثافة مع العديد من الاستخدامات في البحث.
المراجع
- تيبلر ، ب ، موسكا جي (2003). فيزياء العلوم والتكنولوجيا ، المجلد 2. عودة الافتتاحية. الصفحات 810-821.
- زاباتا ، ف. (2003). دراسة المعادن المرتبطة بئر نفط Guafita 8x التابع لحقل Guafita (Apure State) باستخدام حساسية Mossbauer المغناطيسية وقياسات التحليل الطيفي. أطروحة الدرجة. جامعة فنزويلا المركزية.