Γιατί τα υλικά είναι μαγνητικά;
* ηλεκτρόνια ως μικροσκοπικά μαγνήτες: Τα ηλεκτρόνια, τα μικροσκοπικά σωματίδια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου, έχουν μια ιδιότητα που ονομάζεται spin , που ενεργεί σαν μικροσκοπικός μαγνήτης. Αυτή η περιστροφή δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο, ακριβώς όπως ένας μαγνήτης μπαρ.
* μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια: Στα περισσότερα υλικά, οι περιστροφές των ηλεκτρονίων είναι τυχαία προσανατολισμένες, ακυρώνουν ο ένας τον άλλον έξω και οδηγώντας σε κανένα καθαρό μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, σε ορισμένα υλικά, που ονομάζονται σιδηρομαγνητικά Υλικά, υπάρχουν μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια . Αυτά τα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια έχουν ευθυγραμμιστεί οι περιστροφές τους, δημιουργώντας ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
* τομείς: Σε σιδηρομαγνητικά υλικά, αυτά τα ευθυγραμμισμένα ηλεκτρόνια σχηματίζουν μικρές περιοχές που ονομάζονται Domains . Σε κάθε τομέα, οι περιστροφές ευθυγραμμίζονται, δημιουργώντας ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, οι ίδιοι οι τομείς είναι τυχαία προσανατολισμένοι.
* Μαγνητοποίηση: Όταν εφαρμόζετε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, οι τομείς ευθυγραμμίζονται με το εξωτερικό πεδίο. Αυτή η ευθυγράμμιση έχει ως αποτέλεσμα ένα ισχυρό συνολικό μαγνητικό πεδίο, καθιστώντας το υλικό μαγνητικό.
* Τύποι μαγνητικών υλικών: Εκτός από τα σιδηρομαγνητικά υλικά, υπάρχουν και άλλοι τύποι μαγνητικών υλικών με ποικίλα επίπεδα μαγνητικών ιδιοτήτων, όπως:
* Paramagnetic: Ασθενώς προσελκύονται από μαγνήτες.
* διαμαγνητική: Ανεξάρτητα από τους μαγνήτες.
* Αντιφερρωγνητικό: Οι τομείς ευθυγραμμίζονται σε αντίθετες κατευθύνσεις, ακυρώνουν τον μαγνητισμό του άλλου.
Συνοπτικά:
* Τα ηλεκτρόνια με περιστροφή είναι η βάση του μαγνητισμού.
* Τα υλικά με μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια μπορούν να γίνουν μαγνητικά.
* Η εφαρμογή ενός εξωτερικού μαγνητικού πεδίου μπορεί να ευθυγραμμίσει τους τομείς σε ένα σιδηρομαγνητικό υλικό, με αποτέλεσμα ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Αυτή είναι μια απλοποιημένη εξήγηση, αλλά παρέχει μια βασική κατανόηση του γιατί τα υλικά γίνονται μαγνητικά. Υπάρχουν πολλές άλλες πολυπλοκότητες που εμπλέκονται στη μελέτη του μαγνητισμού, αλλά αυτό σας δίνει ένα καλό σημείο εκκίνησης!
