Μαγνητικές ιδιότητες της ύλης για αρχάριους
Αν και δεν μπορεί να γίνει κάθε ουσία μόνιμος μαγνήτης, όλες οι ουσίες που τοποθετούνται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο μαγνητίζονται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Μερικές από τις ουσίες είναι πιο μαγνητισμένες και μερικές είναι τόσο αδύναμες που δεν μπορούν να φανούν χωρίς ειδικές συσκευές.
Όταν λέμε «η ουσία μαγνητίζεται», εννοούμε το γεγονός ότι η ίδια η ουσία έχει γίνει πηγή μαγνητικού πεδίου λόγω της επίδρασης ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου πάνω της. Δηλαδή, οι παράμετροι του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β παρουσία αυτής της ουσίας σε ένα δεδομένο χώρο δεν αντιστοιχούν στο διάνυσμα της μαγνητικής επαγωγής Β0 στο κενό, εάν η ουσία απουσιάζει.
Σε σχέση με αυτό το φαινόμενο, μια τέτοια έννοια όπως μαγνητική διαπερατότητα της ύλης... Αυτή η παράμετρος της ουσίας δείχνει πόσες φορές το μέγεθος του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής Β σε μια δεδομένη ουσία είναι μεγαλύτερο από ό,τι σε ένα κενό με την ίδια ισχύ του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου H.
Η φύση της αντίδρασης σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο καθορίζει τις μαγνητικές ιδιότητες της ουσίας, οι οποίες εξαρτώνται από το πώς είναι διατεταγμένη η εσωτερική δομή αυτών των ουσιών. Έτσι, μπορούν να διακριθούν τρεις κατηγορίες ουσιών με έντονες μαγνητικές ιδιότητες (οι ουσίες αυτές ονομάζονται μαγνήτες): σιδηρομαγνήτες, παραμαγνήτες και διαμαγνήτες.
Σιδηρομαγνήτες και το σημείο Κιουρί
Για τους σιδηρομαγνήτες, η μαγνητική διαπερατότητα είναι πολύ μεγαλύτερη από τη μονάδα. Οι σιδηρομαγνήτες περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, σίδηρο, νικέλιο και κοβάλτιο. Από αυτούς, όπως μπορείτε εύκολα να δείτε, κατασκευάζονται πιο συχνά μόνιμοι μαγνήτες. Εδώ πρέπει να σημειωθεί ότι η μαγνητική διαπερατότητα των σιδηρομαγνητών εξαρτάται από τη μαγνητική επαγωγή του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
Το κύριο χαρακτηριστικό των σιδηρομαγνητών είναι ότι χαρακτηρίζονται από υπολειπόμενο μαγνητισμό, δηλαδή όταν μαγνητιστούν, ο σιδηρομαγνήτης παραμένει έτσι ακόμα και μετά την απενεργοποίηση της πηγής του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου.
Αλλά εάν ένας μαγνητισμένος σιδηρομαγνήτης θερμανθεί σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, θα απομαγνητιστεί ξανά. Αυτή η κρίσιμη θερμοκρασία ονομάζεται σημείο Κιουρί ή θερμοκρασία Κιουρί—είναι η θερμοκρασία στην οποία μια ουσία χάνει τις σιδηρομαγνητικές της ιδιότητες. Για το σίδηρο, το σημείο Curie είναι 770 ° C, για το νικέλιο 365 ° C, για το κοβάλτιο 1000 ° C. Εάν πάρετε έναν μόνιμο μαγνήτη και τον θερμαίνετε στη θερμοκρασία Curie, παύει να είναι μαγνήτης.
Παραμαγνήτες
Ένας αριθμός ουσιών που συγκρατούνται σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο όπως ο σίδηρος, δηλαδή μαγνητίζονται προς την κατεύθυνση του μαγνητιστικού πεδίου και έλκονται από αυτό, ονομάζονται παραμαγνήτες.Η μαγνητική τους διαπερατότητα είναι λίγο μεγαλύτερη από τη μονάδα, η σειρά της είναι 10-6... Η μαγνητική διαπερατότητα των παραμαγνητών εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία και μειώνεται με την αύξηση.
Ελλείψει εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, οι παραμαγνήτες δεν έχουν υπολειπόμενη μαγνήτιση, δηλαδή δεν έχουν δικό τους μαγνητικό πεδίο. Οι μόνιμοι μαγνήτες δεν κατασκευάζονται από παραμαγνήτες. Οι παραμαγνήτες περιλαμβάνουν, για παράδειγμα: αλουμίνιο, βολφράμιο, εβονίτη, πλατίνα, άζωτο.
Διαμαγνητισμός
Αλλά μεταξύ των μαγνητών υπάρχουν και ουσίες που μαγνητίζονται έναντι ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου που εφαρμόζεται σε αυτούς. Ονομάζονται διαμαγνητικά. Η μαγνητική διαπερατότητα των διαμαγνητών είναι ελαφρώς μικρότερη από τη μονάδα, η σειρά της είναι 10-6.
Η μαγνητική διαπερατότητα των διαμαγνητών πρακτικά δεν εξαρτάται από την επαγωγή του μαγνητικού πεδίου που εφαρμόζεται σε αυτούς, ούτε από τη θερμοκρασία.Όταν ο διαμαγνήτης αφαιρείται από το μαγνητικό μαγνητικό πεδίο, απομαγνητίζεται πλήρως και δεν φέρει το δικό του μαγνητικό πεδίο.
Οι διαμαγνήτες περιλαμβάνουν, για παράδειγμα: χαλκό, βισμούθιο, χαλαζία, γυαλί, ορυκτό αλάτι. Οι ιδανικοί διαμαγνήτες ονομάζονται υπεραγωγοί, αφού το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο δεν τα διαπερνά καθόλου. Αυτό σημαίνει ότι η μαγνητική διαπερατότητα του υπεραγωγού μπορεί να θεωρηθεί μηδενική.
Δείτε επίσης: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ τεχνητών και φυσικών μαγνητών;