مقاطع تحصیلی
جستجو در منظومه
فصل 3مواد دیا مغناطیسی: اتم های مواد دیامغناطیسی، نظیر مس، نقره، سرب و بیسموت، به طور ذاتی فاقدخاصیت مغناطیسی اند. به عبارت دیگر، هیچ یک از اتم های این مواد، دارای دوقطبی مغناطیسی خالصینیستند. با وجود این، حضور میدان مغناطیسی خارجی، می‌تواند سبب القای دوقطبی های مغناطیسیدر خالف سوی میدان خارجی، در مواد دیامغناطیسی شود. توجه داشته باشید که در فعالیت ٣ــ٧،مولکول های اتانول خاصیت دیامغناطیسی دارند و حرکت حباب را می‌توان بر این اساس توضیح داد.مواد فرومغناطیسی: نوع دیگری از مواد به نام مواد فرومغناطیسی وجود دارد که اتم های آنهابه طور ذاتی دارای دوقطبی مغناطیسی هستند. آهن، نیکل، کبالت و بسیاری از آلیاژهای دارای اینعنصرها فرومغناطیسی اند. برهم کنش های قوی بین دوقطبی های مغناطیسی در این مواد موجب می‌شود کهاین دوقطبی ها، حتی در نبود میدان خارجی، در ناحیه هایی که حوزه های مغناطیسی نامیده می‌شود، همسوشوند. نمونه ای از ساختار حوزه ها در مواد فرومغناطیسی در شکل 23ــ3 الف نشان داده شده است.مواد فرومغناطیسی را می‌توان با قرار دادن در یک میدان مغناطیسی، آهنربا کرد. اثر میدان مغناطیسیخارجی بر حوزه های مغناطیسی باعث می‌شود که دوقطبی های مغناطیسی هر حوزه تحت تأثیر میدانمغناطیسی قرار گیرند و جهت آنها به جهت میدان خارجی متمایل شود. به این ترتیب، حوزه هایی کهنسبت به میدان همسو هستند، رشد می‌کنند و حجمشان زیاد می‌شود. از سوی دیگر حجم حوزه هاییکه سمت گیری آنها در راستای میدان نیست، کم می‌شود. در این فرایند، مرز بین بیشتر حوزه ها جابه جامی‌شود، و ماده خاصیت آهنربایی پیدا می‌کند. شکل 23ــ3 ب یک ٔ ماده dA S فرومغناطیسی را در یک میدانمغناطیسی خارجی ضعیف و شکل 23ــ3 پ در یک میدان مغناطیسی خارجی قوی تر نشان می‌دهد.→ →B Bابعاد حوزه ها از مرتبۀ دهم Sتا هزارم میلی متر است. BS dAشکل 23ــ3 (الف) مادۀ (الف) فرومغناطیسی در نبود میدان مغناطیسی (ب) خارجی. (ب) مادۀ فرومغناطیسی در (پ) حضور میدان مغناطیسیخارجی ضعیف. (پ) مادۀ فرومغناطیس در حضور میدان مغناطیسی خارجی قوی.حوزه های ِ مغناطیسی برخی از مواد فرومغناطیسی، در حضور میدان مغناطیسی خارجی به سهولتتغییر می‌کند و ماده به سادگی آهنربا می‌شود S B و با حذف میدان خارجی نیز، خاصیت آهنربایی خود رابه آسانی از S دست dA می‌دهد. این مواد را مواد فرومغناطیسی نرم می‌نامند. آهن نرم ١ و فوالد کم کربن ٢مثال هایی از این دسته مواد هستند. از این مواد در ساخت ٔ هسته پیچه ها و سیملوله ها استفاده می‌شود.مواد فرومغناطیسی نرم برای ساختن آهنرباهای الکتریکی (آهنرباهای غیردائم) نیز مناسب اند (چرا؟).برخی مواد دیگر مانند فوالد (آهن به ٔ اضافه 2 درصد کربن)، آلیاژهای آهن، کبالت و نیکل به سختی آهنربامی‌شوند؛ یعنی S در حضور میدان مغناطیسی خارجی، حجم حوزه ها در آنها به سختی تغییر می‌کند. اینمواد را مواد B فرومغناطیسی سخت می‌نامند. در این مواد، سمت گیری دوقطبی های مغناطیسی حوزه هاپس از حذف میدان خارجی، تا مدت زمان زیادی، تقریباً بدون تغییر باقی می‌ماند. به همین دلیل، اینمواد برای ساختن آهنرباهای دائمی‌مناسب اند.١ــ نرم در عبارت آهن نرم به معنای نرم بودن مکانیکی نیست، بلکه به این معنی است که هم به آسانی خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کند و هم84 به آسانی این خاصیت را از دست می‌دهد.٢ــ فوالد کم کربن، آلیاژی از آهن و حدود %0/05 تا %0/25 کربن و همچنین عناصر دیگری مانند منگنز یا سیلیسیم است.