Sifat magnetik bahan

File besi merespons medan magnet magnet dan mengadopsi pola garis mereka

Apa sifat magnetik bahan?

Itu Sifat magnetik Dari bahan adalah manifestasi yang ditunjukkan oleh ini sebelum keberadaan medan magnet eksternal, dan juga fakta bahwa ada elemen dan senyawa yang secara spontan menghasilkan bidang -bidang ini.

Contoh bahan dengan sifat magnetik yang terkenal adalah zat besi, kobalt dan nikel, di samping beberapa oksida besi seperti magnetit dan maghemitic, kromium oksida, oksida nikel dan paduan seperti alnic (aluminium, nikel dan kobalt).

Magnetnya dimanifestasikan melalui atraksi yang diberikan oleh batang yang dibuat dengan bahan -bahan ini pada pengajuan besi, klip logam, koin dan benda logam kecil lainnya.

Jika file besi ditempatkan di selembar kertas dan lewati magnet batang di bawah, maka diamati bahwa file diatur dalam pola garis melengkung dan tertutup, yang meninggalkan salah satu ujung batang dan ujung di ujung lainnya.

Ini adalah pola medan magnet yang dihasilkan dan dibentuk magnet berkat respons pengajuan. Setelah magnet dihapus, file mudah tidak terorganisir.

Asal muatan magnet di lapangan adalah pergerakan elektron di dalam atom. Elektron memiliki gerakan yang digerakkan oleh objek wisata elektrostatik yang diberikan oleh inti pada mereka dan juga memiliki putaran, kualitas kuantum yang sama sekali, analog dengan elektron berbalik di sekitar poros mereka sendiri.

Akibatnya, elektron berperilaku seperti roda mungil yang menghasilkan medan magnetnya sendiri.

Respons magnetik

Semua zat tidak jelas menanggapi medan magnet eksternal. Itu karena, dalam atom apa pun, gerakan orbital elektron menciptakan vektor yang disebut Momen magnetik orbital, Dan putaran menciptakan Momen magnetis spin.

Di antara mereka, mereka menghasilkan momen magnetik elektron dan ini pada gilirannya berkontribusi pada momen magnetik bersih atom.

Itu dapat melayani Anda: percepatan rata -rata: bagaimana itu dihitung dan dipecahkan

Ngomong -ngomong, proton, yang seperti elektron, adalah partikel yang dimuat dalam gerak, memberikan kontribusi yang sangat kecil untuk momen magnetik bersih atom. Jadi dapat dipertimbangkan bahwa momen magnetik atom hampir seluruhnya bergantung pada elektronnya.

Pada sebagian besar bahan, momen magnetik terdistribusi secara acak, menghasilkan momen magnetik atom bersih 0. Tetapi dalam bahan yang mampu menghasilkan medan magnetnya sendiri, momen -momennya jauh lebih terorganisir, tidak membatalkan dan menghasilkan momen magnetik non -void.

Sekarang anggaplah bahwa suatu bahan ditempatkan di hadapan medan magnet eksternal, yang dapat menyelaraskan momen magnetik yang tidak teratur dalam material, dan menciptakan momen magnetik yang berbeda dari 0. Ini akan menyebabkan respons magnetik dari zat tersebut.

Ada tiga jenis jawaban:

• Diamagnetisme
• Paramagnetisme
• Ferromagnetisme

Kerentanan magnetik

Untuk mengkarakterisasi masing -masing tanggapan ini, ada jumlah fisik tanpa dimensi yang disebut kerentanan magnetik. Nilainya menginformasikan tentang tingkat magnetisasi yang dapat ditunjukkan oleh zat tersebut di hadapan medan magnet eksternal.

Ya M Ini adalah vektor magnetisasi yang dibuat oleh momen magnetik bersih vektor per unit volume dalam material, H Medan magnet eksternal dan kerentanan magnetik, harus, untuk banyak zat:

M = χ ∙H

Artinya, magnetisasi yang dibuat dalam material berbanding lurus dengan bidang eksternal yang diterapkan.

Sifat magnetik utama bahan

1. Diamagnetisme

Semua bahan tanpa kecuali, hadilah respons diamagnetik, yang selalu menjijikkan ke medan magnet eksternal. Jika ini adalah satu -satunya efek yang dimiliki bidang eksternal pada material, ini dianggap diamagnetik.

Dapat melayani Anda: nanometer: kesetaraan, penggunaan dan contoh, latihan

Penolakan berasal dari hukum Faraday-Lenz, karena bidang eksternal menginduksi arus dalam materi yang selalu menentang penyebabnya.

Bahan dengan respons diamagnetik yang paling ditekan adalah bismut dan antimonis. Diamagnetisme juga dapat diamati dengan kayu, air, garam, logam seperti emas, perak dan tembaga dan dalam beberapa gas seperti helium.

Kerentanan magnetik dari bahan -bahan ini selalu negatif, misalnya, yaitu bismut adalah -16.6 (tanpa unit, karena tidak memiliki dimensi).

2. Paramagnetisme

Ada atom dengan momen magnetik bersih dengan besarnya. Ketika mereka terkena medan magnet eksternal, ia melatih torsi yang cenderung menyelaraskan momen magnetik individu dengan medan itu.

Respons material ke bidang adalah daya tarik, menghasilkan vektor magnetisasi M net di dalam. Oleh karena itu kerentanan magnetik dari bahan paramagnetik selalu positif.

Saat memanaskan material, penyelarasan magnetisasi yang diperoleh dengan medan eksternal ditimbulkan oleh agitasi termal, yang cenderung menghancurkannya.

Secara eksperimental diketahui bahwa kerentanan magnetik χ dari material paramagnetik tergantung pada suhu T sebagai:

Di mana c adalah konstanta bahan paramagnetik yang dimaksud. Persamaan ini mewakili Hukum Curie.

Contoh bahan paramagnetik adalah: uranium, platinum, aluminium, natrium, tembaga sulfat dan tanah jarang.

3. Ferromagnetisme

Dalam bahan feromagnetik, seperti besi, nikel, kobalt dan paduan, momen magnetik dari masing -masing atom cenderung menyelaraskan lebih banyak, membentuk daerah mikro yang disebut Domain magnetik.

Domainnya berorientasi secara acak ketika bahannya tidak bermagnet, seperti kuku besi, membuat energi potensial dalam material minimal.

Dapat melayani Anda: kepadatan yang jelas: formula, unit dan latihan diselesaikan

Tetapi saat menerapkan medan magnet eksternal, batas -batas domain dimodifikasi, mendapatkan ukuran yang berhasil menyelaraskan dengan bidang eksternal. Jika ini cukup intens, semua domain memperoleh arah yang sama dan material itu magnetis di dalamnya.

Objek besi, nikel atau kobalt, dengan kerentanan magnetik yang tinggi, dapat memperoleh magnetisasi yang intens ketika tunduk pada pengaruh medan eksternal yang kuat, dan mempertahankannya sebagian besar ketika bidang ditekan. Dengan cara ini Anda dapat memproduksi magnet permanen.

Seperti halnya bahan paramagnetik, feromagnetisme berkurang dengan suhu, menghilang pada suhu kritis yang disebut Suhu Curie.

Cara lain untuk melemahkan magnetisasi adalah dengan menjatuhkan magnet atau memukulnya, karena dampaknya cenderung membatalkan domain magnetik.

Ferrimagnetisme

Dalam bahan ferrimagnetik ada juga urutan momen magnetik individu masing -masing atom. Semua diselaraskan ke arah yang sama, tetapi bergantian maknanya, yang berarti bahwa beberapa dapat dibatalkan, tetapi tidak semua, jadi hasilnya adalah magnetisasi bersih dalam material.

Contoh bahan ferrimagnetik adalah maghemita, oksida besi yang dalam kondisi tertentu terbentuk dari magnetit dan menunjukkan magnet yang kuat.

4. Antiferromagnetisme

Cara lain di mana momen -momen magnetik dipesan adalah antiparallela, yaitu, berganti -ganti indranya, seperti dalam oksida mangan, sehingga mereka tidak merespons dengan cara yang sama ke bidang eksternal seperti bahan feromagnetik feromagnetik.

Tema yang menarik

Sifat optik bahan