Πώς παράγεται ένα μαγνητικό πεδίο σε ένα άτομο;
1. Electron Spin:
* Τα ηλεκτρόνια έχουν μια εγγενή ιδιότητα που ονομάζεται Spin, η οποία είναι ανάλογη με τη γη που περιστρέφεται στον άξονά της.
* Αυτή η περιστροφή δημιουργεί μια μαγνητική διπολική στιγμή, κάνοντας αποτελεσματικά το ηλεκτρόνιο να συμπεριφέρεται σαν ένα μικροσκοπικό μαγνήτη μπαρ.
2. Ηλεκτρονική τροχιακή κίνηση:
* Τα ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα παράγουν επίσης ένα μαγνητικό πεδίο. Η κίνηση τους γύρω από τον πυρήνα είναι σαν ένας βρόχος ρεύματος και τα ηλεκτρικά ρεύματα δημιουργούν μαγνητικά πεδία.
3. Καθαρή μαγνητική στιγμή:
* Τα μαγνητικά πεδία που παράγονται από την περιστροφή ηλεκτρονίων και την τροχιακή κίνηση μπορούν είτε να ενισχύσουν είτε να ακυρώσουν ο ένας τον άλλον.
* Η συνολική μαγνητική στιγμή ενός ατόμου είναι το άθροισμα του φορέα όλων των μεμονωμένων μαγνητικών στιγμών των ηλεκτρονίων του.
* Εάν το άτομο έχει έναν άνιση αριθμό ηλεκτρονίων με τις περιστροφές τους ευθυγραμμισμένες προς την ίδια κατεύθυνση, το άτομο θα έχει μια καθαρή μαγνητική στιγμή και θα συμπεριφέρεται σαν μαγνήτης.
Τύποι μαγνητισμού σε άτομα:
* διαμαγνητισμός: Άτομα χωρίς μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια και επομένως χωρίς καθαρή μαγνητική ροπή. Είναι ασθενώς απωθούνται από μαγνητικά πεδία.
* ParamagNetism: Άτομα με ένα ή περισσότερα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια, με αποτέλεσμα μια αδύναμη μαγνητική ροπή. Είναι ασθενώς ελκυσμένα σε μαγνητικά πεδία.
* σιδηρομαγνητισμός: Άτομα με μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια που ευθυγραμμίζονται παράλληλα, δημιουργώντας μια ισχυρή μαγνητική στιγμή. Αυτά τα υλικά παρουσιάζουν ισχυρή έλξη σε μαγνητικά πεδία και μπορούν να μαγνητοποιηθούν μόνιμα.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Το μαγνητικό πεδίο που παράγεται από ένα άτομο είναι εξαιρετικά μικρό.
* Οι μαγνητικές ιδιότητες των υλικών προκύπτουν από τη συλλογική συμπεριφορά πολλών ατόμων.
* Η αντοχή του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από ένα άτομο επηρεάζεται από τον αριθμό των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων και τη διάταξη των τροχιακών ηλεκτρονίων.
Συνοπτικά:
Το μαγνητικό πεδίο σε ένα άτομο είναι αποτέλεσμα της κίνησης των ηλεκτρονίων. Αυτή η κίνηση, τόσο η περιστροφή όσο και η τροχιακή κίνηση, δημιουργούν μικροσκοπικά μαγνητικά διπόλια που μπορούν να συνδυαστούν για να δημιουργήσουν μια καθαρή μαγνητική ροπή για το άτομο. Ο τύπος του μαγνητισμού που εμφανίζεται από ένα άτομο εξαρτάται από τον αριθμό και τη διάταξη αυτών των μαγνητικών διπόλων.
