- การซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์
- วัสดุไดอะแมกเนติกและพาราแมกเนติก
- วัสดุแม่เหล็กอย่างแท้จริง: แม่เหล็กไฟฟ้า
- อ้างอิง
ญาติซึมผ่านเป็นตัวชี้วัดความสามารถใน การ เป็นวิธีที่วัสดุที่ถูกข้ามลำธารโดยไม่สูญเสียความเคารพที่มีคุณสมบัติในการวัสดุอื่น ๆ ที่ทำหน้าที่เป็น อ้างอิง คำนวณเป็นอัตราส่วนระหว่างความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุที่อยู่ระหว่างการศึกษาและของวัสดุอ้างอิง ดังนั้นจึงเป็นปริมาณที่ขาดมิติ
โดยทั่วไปเมื่อพูดถึงความสามารถในการซึมผ่านเราจะนึกถึงการไหลของของเหลวโดยทั่วไปคือน้ำ แต่ยังมีองค์ประกอบอื่น ๆ ที่สามารถส่งผ่านสสารได้เช่นสนามแม่เหล็ก ในกรณีนี้เราพูดถึงความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กและความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์
นิกเกิลมีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์สูงซึ่งเป็นสาเหตุที่เหรียญยึดติดกับแม่เหล็กอย่างมาก ที่มา: Pixabay.com
การซึมผ่านของวัสดุเป็นคุณสมบัติที่น่าสนใจมากโดยไม่คำนึงถึงประเภทของการไหลที่ไหลผ่าน ด้วยเหตุนี้จึงสามารถคาดการณ์ได้ว่าวัสดุเหล่านี้จะทำงานอย่างไรภายใต้สถานการณ์ที่แตกต่างกันมาก
ตัวอย่างเช่นการซึมผ่านของดินมีความสำคัญมากเมื่อสร้างโครงสร้างเช่นท่อระบายน้ำทางเท้าและอื่น ๆ แม้แต่พืชผลการซึมผ่านของดินก็มีความเกี่ยวข้อง
สำหรับชีวิตความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เซลล์สามารถเลือกได้โดยปล่อยให้สารที่จำเป็นเช่นสารอาหารผ่านไปและปฏิเสธสิ่งอื่นที่อาจเป็นอันตราย
เกี่ยวกับความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ทำให้เรามีข้อมูลเกี่ยวกับการตอบสนองของวัสดุต่อสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กหรือสายไฟ องค์ประกอบดังกล่าวมีอยู่มากมายในเทคโนโลยีที่อยู่รอบตัวเราดังนั้นจึงควรค่าแก่การตรวจสอบว่ามีผลกระทบต่อวัสดุอย่างไร
การซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์
การประยุกต์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่น่าสนใจมากคือเพื่ออำนวยความสะดวกในการสำรวจน้ำมัน มันขึ้นอยู่กับการรู้ว่าคลื่นมีความสามารถในการเจาะดินดานได้มากเพียงใดก่อนที่จะถูกลดทอนลง
สิ่งนี้ให้ความคิดที่ดีเกี่ยวกับประเภทของหินที่อยู่ในสถานที่หนึ่งเนื่องจากหินแต่ละก้อนมีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของหิน
ดังที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นเมื่อใดก็ตามที่เราพูดถึงความสามารถในการซึมผ่านแบบสัมพัทธ์คำว่า "สัมพัทธ์" จำเป็นต้องมีการเปรียบเทียบขนาดของวัสดุบางอย่างกับวัสดุอื่นที่ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิง
สิ่งนี้ใช้ได้เสมอไม่ว่าจะเป็นการซึมผ่านของของเหลวหรือไปยังสนามแม่เหล็ก
สูญญากาศมีความสามารถในการซึมผ่านเนื่องจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไม่มีปัญหาในการเดินทางไปที่นั่น เป็นความคิดที่ดีที่จะใช้ค่านี้เป็นค่าอ้างอิงเพื่อค้นหาความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ของวัสดุใด ๆ
ความสามารถในการซึมผ่านของสูญญากาศไม่ใช่ค่าคงที่ที่รู้จักกันดีของกฎ Biot-Savart ซึ่งใช้ในการคำนวณเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ค่าของมันคือ:
ขนาดนี้อธิบายว่าการตอบสนองแม่เหล็กของสื่อเปรียบเทียบกับการตอบสนองในสุญญากาศอย่างไร
ตอนนี้ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์อาจเท่ากับ 1 น้อยกว่า 1 หรือมากกว่า 1 ขึ้นอยู่กับวัสดุที่เป็นปัญหาและอุณหภูมิด้วย
- เห็นได้ชัดว่าถ้าμ r = 1 ตัวกลางคือสุญญากาศ
- หากมีค่าน้อยกว่า 1 แสดงว่าเป็นวัสดุแม่เหล็ก
- หากมีค่ามากกว่า 1 แต่ไม่มากแสดงว่าวัสดุนั้นเป็นพาราแมกเนติก
- และถ้ามีค่ามากกว่า 1 มากแสดงว่าวัสดุนั้นเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า
อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญในการซึมผ่านของแม่เหล็กของวัสดุ ในความเป็นจริงค่านี้ไม่คงที่เสมอไป เมื่ออุณหภูมิของวัสดุเพิ่มขึ้นวัสดุจะไม่เป็นระเบียบภายในดังนั้นการตอบสนองของแม่เหล็กจึงลดลง
วัสดุไดอะแมกเนติกและพาราแมกเนติก
วัสดุ Diamagnetic ตอบสนองในทางลบต่อสนามแม่เหล็กและขับไล่พวกมัน Michael Faraday (1791-1867) ค้นพบคุณสมบัตินี้ในปี 1846 เมื่อเขาพบว่าชิ้นส่วนของบิสมัทถูกผลักด้วยขั้วของแม่เหล็กใด ๆ
สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กทำให้เกิดสนามในทิศทางตรงกันข้ามภายในบิสมัท อย่างไรก็ตามคุณสมบัตินี้ไม่ได้เป็นเอกสิทธิ์ขององค์ประกอบนี้ วัสดุทั้งหมดมีขอบเขต
เป็นไปได้ที่จะแสดงให้เห็นว่าการดึงดูดสุทธิในวัสดุแม่เหล็กขึ้นอยู่กับลักษณะของอิเล็กตรอน และอิเล็กตรอนเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมของวัสดุใด ๆ ดังนั้นพวกมันทั้งหมดจึงสามารถมีการตอบสนองทางแม่เหล็กในบางจุดได้
น้ำก๊าซมีตระกูลทองคำทองแดงและอื่น ๆ อีกมากมายเป็นวัสดุแม่เหล็ก
ในทางกลับกันวัสดุพาราแมกเนติกมีการดึงดูดของตัวเอง นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาสามารถตอบสนองเชิงบวกต่อสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กได้เช่น พวกเขามีการซึมผ่านของแม่เหล็กคล้ายกับมูลค่าของμ หรือ
ใกล้แม่เหล็กพวกมันยังสามารถกลายเป็นแม่เหล็กและกลายเป็นแม่เหล็กได้ด้วยตัวมันเอง แต่เอฟเฟกต์นี้จะหายไปเมื่อนำแม่เหล็กจริงออกจากบริเวณใกล้เคียง อลูมิเนียมและแมกนีเซียมเป็นตัวอย่างของวัสดุพาราแมกเนติก
วัสดุแม่เหล็กอย่างแท้จริง: แม่เหล็กไฟฟ้า
สารพาราแมกเนติกมีมากที่สุดในธรรมชาติ แต่มีวัสดุที่ดึงดูดได้ง่ายอย่างแม่เหล็กถาวร
พวกเขาสามารถรับพลังดึงดูดได้ด้วยตัวเอง สิ่งเหล่านี้คือเหล็กนิกเกิลโคบอลต์และดินที่หายากเช่นแกโดลิเนียมและดิสโพรเซียม นอกจากนี้โลหะผสมและสารประกอบบางชนิดระหว่างแร่ธาตุเหล่านี้กับแร่ธาตุอื่น ๆ เรียกว่าวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า
วัสดุประเภทนี้มีการตอบสนองของแม่เหล็กที่รุนแรงมากต่อสนามแม่เหล็กภายนอกเช่นแม่เหล็กเป็นต้น นี่คือสาเหตุที่เหรียญนิกเกิลติดแม่เหล็กแท่ง และในทางกลับกันแม่เหล็กแท่งจะยึดติดกับตู้เย็น
ความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์ของวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าสูงกว่า 1 มากภายในมีแม่เหล็กขนาดเล็กที่เรียกว่าไดโพลแม่เหล็ก เมื่อไดโพลแม่เหล็กเหล่านี้เรียงตัวกันจะทำให้เอฟเฟกต์แม่เหล็กเข้มข้นขึ้นภายในวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า
เมื่อไดโพลแม่เหล็กเหล่านี้อยู่ต่อหน้าสนามภายนอกพวกมันจะจัดแนวอย่างรวดเร็วและวัสดุจะเกาะติดกับแม่เหล็ก แม้ว่าสนามภายนอกจะถูกระงับการเคลื่อนย้ายแม่เหล็กออกไป แต่การดึงดูดที่เหลืออยู่จะยังคงอยู่ภายในวัสดุ
อุณหภูมิที่สูงทำให้เกิดความผิดปกติภายในของสารทั้งหมดทำให้เกิดสิ่งที่เรียกว่า "การกวนจากความร้อน" ด้วยความร้อนไดโพลแม่เหล็กจะสูญเสียการจัดตำแหน่งและผลแม่เหล็กจะจางลง
อุณหภูมิคูรีคืออุณหภูมิที่ผลแม่เหล็กหายไปจากวัสดุอย่างสมบูรณ์ เมื่อถึงค่าวิกฤตนี้สารแม่เหล็กไฟฟ้าจะกลายเป็นพาราแมกเนติก
อุปกรณ์สำหรับจัดเก็บข้อมูลเช่นเทปแม่เหล็กและความทรงจำแม่เหล็กใช้ประโยชน์จากแม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากนี้วัสดุเหล่านี้แม่เหล็กความเข้มสูงยังผลิตขึ้นโดยใช้ประโยชน์มากมายในการวิจัย
อ้างอิง
- ทิปเลอร์, P. , Mosca G. (2003). Physics for Science and Technology เล่ม 2. บทบรรณาธิการ Reverte หน้า 810-821.
- ซาปาต้า, F. (2003). การศึกษาแร่วิทยาที่เกี่ยวข้องกับบ่อน้ำมัน Guafita 8x ที่อยู่ในเขต Guafita (Apure State) โดยใช้การวัดความไวต่อแม่เหล็กและสเปกโทรสโกปีของ Mossbauer ปริญญานิพนธ์. มหาวิทยาลัยกลางเวเนซุเอลา