الخصائص المغناطيسية للمادة للمبتدئين

على الرغم من أنه لا يمكن صنع كل مادة المغناطيس الدائم، فإن جميع المواد الموضوعة في مجال مغناطيسي خارجي تصبح ممغنطة بطريقة أو بأخرى. بعض المواد ممغنطة بشكل أكبر ، وبعضها ضعيف جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بدون أجهزة خاصة.

عندما نقول "المادة ممغنطة" ، فإننا نعني حقيقة أن المادة نفسها أصبحت مصدرًا للمجال المغناطيسي بسبب تأثير مجال مغناطيسي خارجي عليها. أي أن معلمات متجه الحث المغناطيسي B في وجود هذه المادة في فراغ معين لا تتوافق مع متجه الحث المغناطيسي B0 في الفراغ ، إذا كانت المادة غائبة.

فيما يتعلق بهذه الظاهرة ، مثل هذا المفهوم مثل النفاذية المغناطيسية للمادة... توضح هذه المعلمة للمادة عدد المرات التي يكون فيها حجم متجه الحث المغناطيسي B في مادة معينة أكبر مما هو عليه في الفراغ بنفس قوة المجال المغناطيسي المطبق H.

تحدد طبيعة التفاعل مع مجال مغناطيسي خارجي الخواص المغناطيسية للمادة ، والتي تعتمد على كيفية ترتيب التركيب الداخلي لهذه المواد. وبالتالي ، يمكن التمييز بين ثلاث فئات من المواد ذات الخصائص المغناطيسية الواضحة (تسمى هذه المواد بالمغناطيسات): المغناطيسات الحديدية ، والمغناطيسات المغناطيسية ، والمغناطيسات القطنية.

المغناطيسات الحديدية ونقطة كوري

بالنسبة للمغناطيسات الحديدية ، تكون النفاذية المغناطيسية أكبر بكثير من الوحدة. تشمل المغناطيسات الحديدية ، على سبيل المثال ، الحديد والنيكل والكوبالت. من بينها ، كما ترون بسهولة ، غالبًا ما يتم صنع مغناطيس دائم. وتجدر الإشارة هنا إلى أن النفاذية المغناطيسية للمغناطيسات الحديدية تعتمد على الحث المغناطيسي للمجال المغناطيسي الخارجي.

السمة الرئيسية للمغناطيسات الحديدية هي أنها تتميز بالمغناطيسية المتبقية ، أي بمجرد أن تصبح ممغنطة ، يظل المغناطيس الحديدي كذلك حتى بعد إيقاف تشغيل مصدر المجال المغناطيسي الخارجي.

ولكن إذا تم تسخين المغناطيس الحديدي الممغنط إلى درجة حرارة معينة ، فسيتم إزالة المغناطيسية مرة أخرى. تسمى درجة الحرارة الحرجة هذه بنقطة كوري أو درجة حرارة كوري - وهي درجة الحرارة التي تفقد فيها المادة خصائصها المغناطيسية الحديدية. بالنسبة للحديد ، نقطة كوري هي 770 درجة مئوية ، للنيكل 365 درجة مئوية ، للكوبالت 1000 درجة مئوية. إذا أخذت مغناطيسًا دائمًا وقمت بتسخينه إلى درجة حرارة كوري ، فلن يكون مغناطيسًا.

باراماجنيتس

يُطلق على عدد من المواد الموجودة في مجال مغناطيسي خارجي مثل الحديد ، ممغنطة في اتجاه المجال المغنطيسي وتنجذب إليه ، مغناطيسات بارامغناطيسية.نفاذية المغناطيسات المغناطيسية أكبر بقليل من الوحدة ، ترتيبها هو 10-6 ... تعتمد النفاذية المغناطيسية للمغناطيسات على درجة الحرارة وتنخفض مع الزيادة.

في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي خارجي ، لا تحتوي البارامغناطيسات على مغنطة متبقية ، أي ليس لها مجال مغناطيسي خاص بها. المغناطيس الدائم لا يصنع من البارامغناطيسات. تشمل البارامغناطيسات ، على سبيل المثال: الألمنيوم ، والتنغستن ، والإبونيت ، والبلاتين ، والنيتروجين.

نفاذية المغناطيسية

ولكن بين المغناطيس توجد أيضًا مواد ممغنطة ضد مجال مغناطيسي خارجي مطبق عليها. يطلق عليهم نفاذية مغناطيسية. النفاذية المغناطيسية للمغناطيسات أقل بقليل من الوحدة ، ترتيبها هو 10-6.

لا تعتمد النفاذية المغناطيسية للمغناطيسات المغناطيسية عمليًا على تحريض المجال المغناطيسي المطبق عليها ، ولا على درجة الحرارة.عند إزالة المغناطيس المغنطيسي من المجال المغناطيسي الممغنط ، يتم إزالته تمامًا ولا يحمل المجال المغناطيسي الخاص به.

تشمل Diamagnets ، على سبيل المثال: النحاس والبزموت والكوارتز والزجاج والملح الصخري. تسمى المغناطيسات المثالية الموصلات الفائقة، لأن المجال المغناطيسي الخارجي لا يخترقهم على الإطلاق. هذا يعني أن النفاذية المغناطيسية للموصل الفائق يمكن اعتبارها صفرًا.

أنظر أيضا: ما هو الفرق بين المغناطيس الاصطناعي والطبيعي؟