المغناطيسية والعزم المغناطيسي

2025-01-15

http://www.مغناطيس-للأبد.كوم

كل الأشياء في العالم لها مغناطيسية، من الطاولات والكراسي من حولنا إلى الكواكب والشمس في الكون. بغض النظر عن حالتها (بلورية، غير متبلورة، سائلة أو غازية)، درجة حرارة عالية أو منخفضة، ضغط مرتفع أو منخفض، كلها لها مغناطيسية. الفرق هو أن بعض المواد لها مغناطيسية قوية، في حين أن البعض الآخر لديه مغناطيسية ضعيفة. ومع ذلك، يمكن القول أن المواد التي لا تحتوي على مغناطيسية لا وجود لها. يمكن تصنيف المواد إلى خمس فئات بناءً على خصائصها في مجال مغناطيسي خارجي: المواد البارامغناطيسية، والمواد المضادة للمغناطيسية، والمواد المغناطيسية الحديدية، والمواد المغناطيسية الحديدية، والمواد المضادة للمغناطيسية الحديدية. ما الذي يجعل جميع المواد لها مغناطيسية؟ ما هي الأسباب التي تجعل المواد المختلفة لها الخصائص المختلفة المذكورة أعلاه؟ يبدأ هذا بأساس المادة - الذرات. تتكون المادة من ذرات، وتتكون الذرات من نوى ذرية وإلكترونات. في الذرات، يكون للإلكترونات عزم مغناطيسي مداري بسبب حركتها حول النواة الذرية؛ تمتلك الإلكترونات عزمات مغناطيسية مغزلية بسبب دورانها، وتأتي العزوم المغناطيسية للذرات بشكل أساسي من العزوم المغناطيسية المدارية والدورانية للإلكترونات، والتي تعد مصدر كل مغناطيسية مادية. العزم المغناطيسي للنواة الذرية هو 1/1836.5 فقط من العزم المغناطيسي للإلكترون، لذلك يتم تجاهل العزم المغناطيسي للنواة الذرية بشكل عام

العزم المغناطيسي لذرة معزولة واحدة

العزم المغناطيسي هو متجه اتجاهي. يمكن تقسيم نمط دوران الإلكترونات في الذرات إلى نوعين: لأعلى ولأسفل. في معظم المواد، يوجد عدد كبير من الإلكترونات ذات الدوران لأعلى ولأسفل، والعزوم المغناطيسية التي تنتجها تلغي بعضها البعض. الذرة بأكملها ليس لها مغناطيسية للعالم الخارجي. فقط عدد قليل من ذرات المادة لها أعداد مختلفة من الإلكترونات في اتجاهات دوران مختلفة. لذلك، بعد أن تلغي العزوم المغناطيسية للإلكترونات ذات الدوران المتعاكس بعضها البعض، لا يزال هناك بعض الإلكترونات التي يتم إلغاء عزومها المغناطيسية الدورانية، والذرة بأكملها لديها عزم مغناطيسي إجمالي. يعتمد العزم المغناطيسي للذرة المفردة على بنيتها الذرية، أي ترتيب وعدد الإلكترونات. جميع ذرات العناصر في الجدول الدوري لها عزوم مغناطيسية خاصة بها. العزم المغناطيسي للذرات في البلورة التي ناقشناها أعلاه هو العزم المغناطيسي لذرة واحدة، ولكن في البلورات الصلبة أو غير البلورات، تقع الذرات في عقد البلورة وتتأثر بالحقل الكهربائي النووي والحقل الكهروستاتيكي للإلكترون للذرات المجاورة. لذلك فإن العزم المغناطيسي للذرات في البلورة يختلف عن العزم المغناطيسي للذرة المنعزلة الواحدة، على سبيل المثال، الحديد والكوبالت والنيكل تُعرف باسم المعادن الانتقالية ثلاثية الأبعاد. في البلورة، تصبح إلكترونات بعض الذرات إلكترونات عامة للذرات المجاورة، مما يتسبب في تغيير في البنية الإلكترونية للذرات. تتجمد بعض العزوم المغناطيسية المدارية، ولا يتبقى سوى العزم المغناطيسي الدوراني الذي يساهم في العزم المغناطيسي الذري في البلورة. نتيجة لذلك، ينحرف العزم المغناطيسي للذرات في البلورة عن القيمة النظرية. نعلم بالفعل من المحتوى السابق أن كل الأشياء في الكون لها مغناطيسية، والمغناطيسية تنشأ بشكل أساسي من المغناطيسية الذرية. بسبب العزوم المغناطيسية المختلفة للذرات المختلفة، يحدث التفاعل بين العزوم المغناطيسية الذرية في المواد العيانية. يختلف ترتيب العزوم المغناطيسية الذرية في درجة حرارة الغرفة. نقسم المواد العيانية إلى مواد بارامغناطيسية ومواد ديمغناطيسية ومواد حديدية مغناطيسية ومواد دون حديدية مغناطيسية ومواد مضادة للحديدية المغناطيسية وفقًا لخصائصها المغناطيسية، بما في ذلك الخصائص الثلاث التالية. 1. تساهم العزوم المغناطيسية للذرات أو الجزيئات المكونة للمادة في المغناطيسية العيانية للمادة. نشير إلى العزم المغناطيسي الكلي للمادة لكل وحدة حجم باسم مغناطيسيتها، والتي يشار إليها بـ M ويقاس بوحدة A/m. إذا كان حجم المادة هو V، ولديها n ذرة، والعزم المغناطيسي لكل ذرة هو μ J، فإن M = μ J1 + μ J2 +... + μ جون، أي أن M = ∑ μ J/v. 2. منحنى المغناطيسية (منحنى M~H) لشدة المغناطيسية: عندما يكون المجال المغناطيسي الخارجي صفرًا، يمكن ترتيب العزوم المغناطيسية الذرية بشكل عشوائي. ومع ذلك، عندما نطبق مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا غير صفري، يمكن لكل عزم مغناطيسي ذري أن يدور في اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي،وتتغير شدة المغناطيسية M للمادة. ويسمى منحنى العلاقة بين شدة المغناطيسية M والمجال المغناطيسي الخارجي H بمنحنى المغناطيسية، ويختصر بمنحنى المغناطيسية M~H. كما تختلف منحنيات المغناطيسية للمواد المختلفة.

3. القابلية المغناطيسية x2

على منحنى مغناطيسية M~H، تسمى نسبة M إلى H عند أي نقطة بالقابلية المغناطيسية، ويمثلها تشي. χ=M/H، وحدة M هي A/m، ووحدة H هي أيضًا A/m، لذا فهي قابلية مغناطيسية نسبية وليس لها وحدة. نستخدم حجم وترتيب العزوم المغناطيسية الذرية، وشكل منحنى مغناطيسية M~H، ومعلمات مثل القابلية المغناطيسية لوصف مغناطيسية المواد وتصنيفها.

بارامغناطيسية المواد نكون المواد الذي - التي يستطيع مغنط حسب ل ال اتجاه ل ال مغناطيسي مجال متى هم نكون انتقل يغلق ل هو - هي, لكن هم نكون جداً ضعيف و يستطيع فقط يكون تم قياسه مع دقة الآلات الموسيقية; لو ال خارجي مغناطيسي مجال يكون تمت ازالته, ال داخلي مغناطيسي مجال سوف أيضًا يعود ل صفر, النتيجة في إنه نقص ل المغناطيسية. هذه مثل الألومنيوم, الأكسجين, إلخ. كل ذرة في مغناطيسي مواد لديه a مغناطيسي لحظة, أيّ يعطي مغناطيسي مواد أ متأصل الذري مغناطيسي لحظة; هناك يكون لا تفاعل بين مجاور الذرات في مغناطيسي مواد, لذا في غرفة درجة حرارة, ال الذري مغناطيسي لحظات نكون عشوائيا مُرتَّب, و ال الإسقاط قيمة ل ال الذري مغناطيسي لحظة μ J في أي اتجاه يكون صفر. متى خاضع ل أ خارجي مغناطيسي مجال H, ال الذري مغناطيسي لحظة ل هذه المواد يستطيع فقط تناوب a جداً صغير زاوية على امتداد ال اتجاه ل ال خارجي مغناطيسي مجال, و هُم مغنطة قوة ببطء يزيد مع ال يزيد ل ال خارجي مغناطيسي مجال. إنه مغناطيسي قابلية التأثر يكون أكبر من 0, مع a قيمة عمومًا تتراوح من 10-5 ل 10-3. في طلب ل محاذاة ال الذري مغناطيسي لحظات ل مغناطيسي المواد بالكامل في ال اتجاه ل ال خارجي مغناطيسي مجال, هو - هي يكون مُقدَّر الذي - التي أ خارجي مغناطيسي مجال قوة ل 109-1010 A/m يكون مطلوب, أيّ يكون حالياً صعب ل يحقق مع صناعي مغناطيسي الحقول. مضاد للمغناطيسية المواد نكون المواد مع سلبي مغناطيسي قابلية التأثر, أيّ وسائل الذي - التي ال اتجاه ل ال مغناطيسي مجال بعد مغنطة يكون عكس ل ال اتجاه ل ال خارجي مغناطيسي مجال. الجميع عضوي المركبات يملك المغناطيسية المضادة, هذه مثل الجرافيت, يقود, ماء, إلخ. ال الإسقاط ل ال الذري مداري مغناطيسي لحظة و يلف مغناطيسي لحظة ل غير مغناطيسي المواد في a مغناطيسي مجال يكون صفر, أيّ وسائل الذي - التي غير مغناطيسي المواد يفعل لا يملك a شبكة الذري مغناطيسي لحظة. لكن, تحت ال فعل ل أ خارجي مغناطيسي مجال, ال الكتروني مداري سوف يولد أ مستحث إضافي مغناطيسي لحظة, و هذا مستحث مغناطيسي لحظة يكون عكس في اتجاه ل ال خارجي مغناطيسي مجال, النتيجة في سلبي المغناطيسية. ال مغنطة اتجاه ل غير مغناطيسي المواد يكون سلبي, عكس ل ال خارجي مغناطيسي مجال, و إنه مطلق قيمة يزيد خطيا مع ال يزيد ل ال خارجي مغناطيسي مجال. A مغناطيسي حديدي مادة يكون a مادة الذي - التي يستطيع يحافظ على إنه مغناطيسي ولاية حتى متى ال خارجي مغناطيسي مجال يختفي بعد كون ممغنط بواسطة أ خارجي مغناطيسي مجال. لذا بعيد, هناك نكون 83 معدن عناصر تم اكتشافه, ل أيّ 4 نكون مغناطيسي حديدي عناصر فوق غرفة درجة حرارة, أي حديد, الكوبالت, النيكل, و الغادولينيوم; في لأقصى حد قليل درجات الحرارة, هناك نكون خمسة عناصر الذي - التي يستطيع تحول داخل مغناطيسي حديدي عناصر, أي التربيوم, ديسبروسيوم, الهولميوم, الإربيوم, و الثوليوم. في مغناطيسي حديدي مواد, الذرات يملك متأصل الذري مغناطيسي لحظات, و بعض الالكترونات نكون مشترك. ال يلف مغناطيسي لحظات ل مجاور الذرات نكون مُرتَّب موازي ل كل آخر في ال نفس اتجاه (أيضًا معروف مثل تلقائي مغنطة). ال M~H مغنطة منحنى ل مغناطيسي حديدي مواد يكون غير خطي, و ال مغناطيسي قابلية التأثر x يختلف مع ال مغناطيسي مجال. ال مغناطيسي قابلية التأثر x ل مغناطيسي حديدي مواد يكون جداً كبير, الوصول أعلى ل 105~107. مضاد للمغناطيسية مادة

هو - هي يفعل لا يولد a مغناطيسي مجال, و هذا مادة يكون نسبياً غير شائع. جديد مضاد للمغناطيسية المواد نكون ما زال كون تم اكتشافه. معظم مضاد للمغناطيسية مواد فقط يخرج في قليل درجات الحرارة, و على افتراض ال درجة حرارة يتجاوز a تأكيد قيمة, هم عادة يصبح مغناطيسي. ل مثال, الكروم, المنغنيز, إلخ. الجميع يملك مضاد للمغناطيسية ملكيات. الذرات في مضاد للمغناطيسية مواد أيضًا يملك متأصل الذري مغناطيسي لحظات, مع بعض الالكترونات كون مشترك, لكن مجاور الذرات وجود عكس مغناطيسي لحظات (أيضًا معروف مثل مضاد للمغناطيسية الطلب). ال M~H مغنطة منحنى ل مغناطيسي حديدي مواد يكون خطي, مع a مغنطة معدل ل χ>0 و a قيمة ل عن 10-4~10-5, أيّ يكون جداً صغير و a ثابت. هذا وسائل الذي - التي متى مضاد للمغناطيسية مواد نكون ممغنط في أ خارجي مغناطيسي مجال, هُم الذري مغناطيسي لحظة التغييرات جداً قليل مع ال خارجي مغناطيسي مجال, مشابه ل مغناطيسي مواد, و ينتمي ل ضعيف المغناطيسية. ال مغناطيسي قابلية التأثر ل مضاد للمغناطيسية مواد يختلف مع درجة حرارة, مثل مُظهَر في ال شكل أقل, أين تينيسي يكون مشار إليه ل مثل ال نيل درجة حرارة. ال بالعين المجردة المغناطيسية ل مغناطيسي حديدي مواد يكون ال نفس مثل الذي - التي ل المغناطيسية الحديدية, يستثني الذي - التي هُم مغناطيسي قابلية التأثر يكون أدنى (مع a قابلية التأثر ل 102~105). عادي مغناطيسي حديدي مواد, هذه مثل الفريتات, تختلف معظم بشكل كبير من مغناطيسي حديدي مواد في هُم داخلي مغناطيسي بناء (ترتيب ل مغناطيسي لحظات). ال الذري مغناطيسي لحظات ل مغناطيسي حديدي مواد نكون لا صفر, و هناك يكون غير مباشر تبادل أو ر ك ك يي تبادل بين مجاور الذري مغناطيسي لحظات, أيّ الأسباب ال الذري مغناطيسي لحظات ل مجاور الشبكات الفرعية ل يكون مُرتَّب في يعكس موازي, لكن ال الذري مغناطيسي لحظات ل مجاور الشبكات الفرعية نكون ل مختلف الاحجام (مثل مُظهَر في ال شكل فوق). هذا ظاهرة يكون أيضًا معروف مثل مغناطيسي حديدي الطلب أو مغناطيسي حديدي تلقائي مغنطة. ال M~H مغنطة منحنى ل مغناطيسي حديدي مواد يكون غير خطي, مشابه ل مغناطيسي حديدي مواد, يستثني ل a طفيف أدنى مغناطيسي قابلية التأثر, لكن ما زال ينتمي ل قوي المغناطيسية.


الحصول على آخر سعر؟ سنرد في أسرع وقت ممكن (خلال 12 ساعة)