تبلیغات
all about everything - خاصیت مغناطیسی چیست و چگونه به وجود می آید؟
صفحه اول تماس با ما RSS                    
  
all about everything
کار ما نمایانگر قابلیت های ماست
script src="http://h2.flashvortex.com/display.php?id=2_1344950756_8903_624_0_200_63_9_2_69" type="text/javascript">

میدان مغناطیسی :میدان مغناطیسی‌ یك میدان نیروست، مثل میدان جاذبة زمین. درست همان‌طور كه یك جسم در محدودة میدان جاذبة زمین، جذب زمین می‌شود، یك قطعة مغناطیسی نیز در میدان مغناطیسیِ یك آهن‌ربا، جذب آهن‌ربا می‌شود.
این خاصیت مغناطیسی در آهن‌ربا به علت وجود دوقطبی‌های مغناطیسی است (یعنی یك آهن‌ربا متشكل از آهن‌رباهای ریز است). علت به وجود آمدن دوقطبی‌های مغناطیسی، حركت الكترون‌هاست. برای درك بهتر انواع حركت‌های الكترون، بهتر است قدری راجع به ساختمان اتم صحبت كنیم.

ساختمان اتم
همان‌طور كه می‌دانیم، اتم شامل مجموعه‌ای از ذرات باردار مثبت (پروتون‌ها) در هسته و مجموعه‌ای از ذرات باردار منفی (الكترون‌ها) در پوسته است. (نوترون در ایجاد خاصیت مغناطیسی تأثیری ندارد). الكترون‌ها در مدارهایی حلقوی به نام اُربیتال دور هسته می‌چرخند. با نگاه به نمودار زیر (كه برای Fe26 رسم شده است) قطعاً این مجموعه را به خاطر خواهید آورد:

fe26:1s2,2s2,2P6,3s3,3P6,3d4,4s2

اُربیتال‌ها به ترتیب با نام‌های K و L وM وN و... شناخته می‌شوند و در هر اُربیتال اتم‌ها در لایه‌های s و p و d و f به دور هسته می‌چرخند. جهت چرخش الكترون به دور هسته را «اسپین» می‌گوییم. در تمام این مقاله،‌ می‌خواهیم این موضوع را تفهیم کنیم كه چرخش الكترون به دور هسته بُرداری به نام «گشتاور» ایجاد می‌كند. حتماً قانون دست راست را به خاطر می‌آورید: اگر چهار انگشت در جهت چرخش الكترون‌ها خم بشوند، انگشت شصت دست راست، جهت نیرویی را نشان می‌دهد که در اثر تغییر بردار حرکت الکترون تولید می‌شود. مجموعة خطوط این بردارهای گشتاور، یك میدان مغناطیسی را به وجود می‌آورد. یعنی وقتی یك جسم در فاصله‌ای نزدیك چنین قطعه‌ای قرار بگیرد، این مجموعه از نیروها بر آن وارد می‌شوند و به اصطلاح آن را یا به طرف خود جسم می‌كشند (جاذبه) و یا هُل می‌دهند (دافعه).


قانون دست راست

امّا حتماً توجه دارید که دو نیرو در یك راستا، ولی در خلاف جهت هم، همدیگر را خنثی می‌كنند. بنابراین،‌ اگر در یك لایه مانند s ــ كه در آن دو الكترون در خلاف جهت هم دور هسته می‌چرخند ــ هر دو الكترون وجود داشته باشند، دوبردار نیرو در خلاف جهت تولید می‌شوند كه همدیگر را خنثی می‌كنند. از این رو، اگر جسمی در نزدیكی آنها قرار بگیرد، یك نیرو آن را می‌كشد و یك نیرو آن را هُل می‌دهد و در کل هیچ نیرویی بر آن وارد نمی‌شود. پس مادة مورد نظر ما، با یك اربیتال پُر (دارای تعداد الكترون‌های زوج در لایة آخر كه برای Fe26،‌ اربیتال d لایة آخر است) دارای خاصیت مغناطیسی نخواهد بود.
اما یك راه دیگر هم برای ایجاد خاصیت مغناطیسی در ماده وجود دارد. در این روش، خاصیت مغناطیسی ناشی از نوع دیگری از حركت الكترون در اتم است. چون الكترون‌ها به جز حركت اُربیتالی (چرخش به دور هسته كه در بالا توضیح داده شد) می‌توانند مثل كرة زمین به دور خود نیز بچرخند. در این حالت نیز همان بردار گشتاور ایجاد می‌شود و اگر تعداد الكترون‌ها در لایة آخر زوج باشد دوباره نیروهای به‌وجودآمده همدیگر را خنثی می‌كنند.
جامداتی كه در آنها لایة d در حال پر شدن است، دارای خاصیت مغناطیسی خواهند بود، اما این خاصیت مغناطیسی فقط ناشی از چرخش الكترون‌های لایة آخر ( : Fe26) است. زیرا لایة d به هسته نزدیك است و جاذبة هسته به الكترون‌های این لایه اجازه نمی‌دهد که به دور خود بچرخند. اما در جامداتی كه لایة f در حال پُر شدن است، چون فاصلة لایه از هسته زیاد است، الكترون‌ها هم می‌توانند به دور خودشان و هم به دور هسته بچرخند. پس دو بردار نیرو ناشی از دو نوع حركت به وجود می‌آید و واضح است كه خاصیت مغناطیسی بسیار بیشتر از حالت قبل خواهد شد. البته به این موضوع هم باید توجه كرد كه جهت چرخش به دور هسته (حركت اُربیتالی) و چرخش به دور خود (حركت وضعی)‌ برای یك الكترون در خلاف هم هستند.

حوزه‌های مغناطیسی
یك مادة مغناطیسی مجموعه‌ای از حوزه‌های مغناطیسی است. حوزة مغناطیسی،‌ ناحیه‌ای است كه درون آن همة الكترون‌های لایه‌های منفرد در یك جهت به دور هسته و به دور خود می‌چرخند. یعنی یك مادة چندحوزه‌ای مجموعه‌ای از حوزه‌هاست كه در هر حوزه الكترون‌ها در جهتی خاص به دور هسته می‌چرخند و مشخص است كه هر چرخش الكترون، بردار نیرو در راستای خاص خود را به وجود می‌آورد و مجموعة بردارهای نیروی تولیدشده، در جهات مختلف، به نوعی همدیگر را خنثی می‌كنند. یعنی میدان نیروی ما، مجموعه‌ای از نیروهای پراكنده است. پس قدرت آن ضعیف‌تر خواهد شد.


حوزه‌های مغناطیسی

برای درك این موضوع به مثال زیر توجه كنید.
دو اتاق كنار هم را در نظر بگیرید. در اتاق اول 10 نفر وجود دارند. از این 10 نفر، 1 نفر از جنوب به شمال،‌ 2 نفر از غرب به شرق، 1 نفر از شرق به غرب و 4 نفر از شمال به جنوب در حركت‌اند. (این اتاق دقیقاً همان مادة چندحوزه‌ای است كه در بالا به آنها اشاره شد و فلش‌ها جهت حركت آدم‌ها هستند.)
در اتاق دوم 4 نفر وجود دارند كه همگی از شمال اتاق به سمت جنوب اتاق در حركت‌اند. مشخص است كه در اتاق اول آدم‌ها با هم برخورد می‌كنند. بنابراین، برآیند حركت آنها از شمال اتاق به جنوب اتاق خیلی كم‌تر از حركت دو نفر از شمال اتاق به جنوب آن است. اما در اتاق دوم، چهار نفر به‌راحتی حركت می‌كنند و هیچ برخوردی بین آنها وجود ندارد. بنابراین، برآیند حركتیِ آنها معادل حركت 4 نفر است.

القای مغناطیسی
القای مغناطیسی یعنی اینكه بخواهیم ماده‌ای را كه برای مغناطیسی شدن مناسب است، مغناطیس كنیم. واضح است كه برای این كار باید حوزه‌های مغناطیسی غیر هم‌جهت را هم‌جهت كنیم تا نیروهای حاصل همدیگر را خنثی نكنند. برای این كار باید قطعه را با یك آهن‌ربا مالش دهیم، یا آن را در جهت میدان مغناطیسیِ زمین گداخته كنیم یا در این جهت چكش‌كاری كنیم. این كارها باعث چرخیدن فلش‌ها در هر حوزه ‌می‌شوند تا در نهایت تمام فلش‌ها هم‌جهت شوند، یعنی جهت چرخش الكترون‌ها در هر حوزه عوض شود. با این كار مرز بین حوزه‌ها حركت می‌كند و حوزه‌های كوچك‌تر در حوزه‌های بزرگ ادغام (هضم) می‌شوند.


تأثیر میدان بر حوزه‌های مغناطیسی




لوگوی وبلاگ
درباره این وبلاگ
Hi.I was born in 1375.I'm very glad to see you here.I hope you have a good time in my blog.please come again,soon,and don't forget to insert your ideas

مدیر وبلاگ :Sama Rahnemayan

موضوعات
آخرین مطالب
لطفا شرکت کن
کیفیت وبلاگ را چگونه ارزیابی می کنید؟








مطالب از
آرشیو مطالب
فعالیت های دیگر من
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
كل مطالب : عدد
free counters
لوگوی وبلاگ
ساعت فلش
موسیقی


قالب وبلاگ

دانلود فیلم