Narzędzia użytkownika

Narzędzia witryny


Pasek boczny

Strony:

Linki:

notatki:podstawy_elektroniki:para_dia_ferro_magnetyki

16. Diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki

Wprowadzenie

Materiały różnią się reakcją na zewnętrzne pole magnetyczne. Wyróżnia się trzy podstawowe typy magnetycznego zachowania materiałów:

  • diamagnetyki,
  • paramagnetyki,
  • ferromagnetyki.

Diamagnetyki

  • Materiały, które słabo odpychają pole magnetyczne.
  • Powstaje w nich słabe pole magnetyczne przeciwnie skierowane do pola zewnętrznego.
  • Mechanizm: orbitalne ruchy elektronów powodują powstanie prądów indukowanych, które zgodnie z prawem Lenza tworzą pole przeciwdziałające zmianie pola.
  • Właściwości:
    1. słaba ujemna podatność magnetyczna (\( \chi < 0 \)),
    2. brak trwałego namagnesowania po usunięciu pola zewnętrznego.
  • Przykłady: miedź, srebro, złoto, woda, większość związków organicznych.

Paramagnetyki

  • Materiały, które słabo przyciągają pole magnetyczne.
  • Powstaje w nich pole magnetyczne zgodne z polem zewnętrznym, ale efekt jest niewielki.
  • Mechanizm: obecność niesparowanych elektronów (momentów magnetycznych atomów), które w polu zewnętrznym częściowo się uporządkowują.
  • Właściwości:
    1. dodatnia, ale mała podatność magnetyczna (\( \chi > 0 \)),
    2. brak trwałego namagnesowania po usunięciu pola.
  • Przykłady: aluminium, platyna, tlen w stanie ciekłym, sód.

Ferromagnetyki

  • Materiały, które silnie przyciągają pole magnetyczne i mogą zachować namagnesowanie po usunięciu pola zewnętrznego (remanencja).
  • Mechanizm: silne oddziaływania wymuszają spontaniczne uporządkowanie momentów magnetycznych w obszarach zwanych domenami magnetycznymi.
  • Właściwości:
    1. bardzo duża dodatnia podatność magnetyczna,
    2. histereza magnetyczna — pamięć magnetyczna,
    3. trwałe namagnesowanie.
  • Przykłady: żelazo, nikiel, kobalt oraz ich stopy.

Porównanie właściwości

Cecha Diamagnetyki Paramagnetyki Ferromagnetyki
—————————-————————-————————–—————————
Podatność magnetyczna \( \chi \) Ujemna (mała) Dodatnia (mała) Dodatnia (duża)
Reakcja na pole magnetyczne Odpychanie Słabe przyciąganie Silne przyciąganie i trwałość
Namagnesowanie po usunięciu pola Brak Brak Tak (remanencja)
Mechanizm Prądy indukowane orbitalne Uporządkowanie momentów magnetycznych Domeny magnetyczne
Przykłady Miedź, złoto, woda Aluminium, platyna Żelazo, nikiel, kobalt

Zastosowania

  • Diamagnetyki — materiały izolujące magnetycznie,
  • Paramagnetyki — detektory pola magnetycznego, chłodzenie magnetyczne,
  • Ferromagnetyki — magnesy trwałe, pamięci magnetyczne, silniki elektryczne.

Podsumowanie

  • Materiały różnią się reakcją na pole magnetyczne ze względu na budowę elektronową i oddziaływania wewnętrzne,
  • Diamagnetyki i paramagnetyki wykazują słabe i nietrwałe efekty,
  • Ferromagnetyki posiadają silne i trwałe właściwości magnetyczne.
notatki/podstawy_elektroniki/para_dia_ferro_magnetyki.txt · ostatnio zmienione: przez administrator