ميدان مغناطيسي :ميدان مغناطيسي‌ يك ميدان نيروست، مثل ميدان جاذبة زمين. درست همان‌طور كه يك جسم در محدودة ميدان جاذبة زمين، جذب زمين مي‌شود، يك قطعة مغناطيسي نيز در ميدان مغناطيسيِ يك آهن‌ربا، جذب آهن‌ربا مي‌شود.

اين خاصيت مغناطيسي در آهن‌ربا به علت وجود دوقطبي‌هاي مغناطيسي است (يعني يك آهن‌ربا متشكل از آهن‌رباهاي ريز است). علت به وجود آمدن دوقطبي‌هاي مغناطيسي، حركت الكترون‌هاست. براي درك بهتر انواع حركت‌هاي الكترون، بهتر است قدري راجع به ساختمان اتم صحبت كنيم.

ساختمان اتم

همان‌طور كه مي‌دانيم، اتم شامل مجموعه‌اي از ذرات باردار مثبت (پروتون‌ها) در هسته و مجموعه‌اي از ذرات باردار منفي (الكترون‌ها) در پوسته است. (نوترون در ايجاد خاصيت مغناطيسي تأثيري ندارد). الكترون‌ها در مدارهايي حلقوي به نام اُربيتال دور هسته مي‌چرخند. با نگاه به نمودار زير (كه براي Fe₂₆ رسم شده است) قطعاً اين مجموعه را به خاطر خواهيد آورد:

fe₂₆:1s²,2s²,2P⁶,3s³,3P⁶,3d⁴,4s²

قانون دست راست

امّا حتماً توجه داريد که دو نيرو در يك راستا، ولي در خلاف جهت هم، همديگر را خنثي مي‌كنند. بنابراين،‌ اگر در يك لايه مانند s  ــ كه در آن دو الكترون در خلاف جهت هم دور هسته مي‌چرخند ــ هر دو الكترون وجود داشته باشند، دوبردار نيرو در خلاف جهت توليد مي‌شوند كه همديگر را خنثي مي‌كنند. از اين رو، اگر جسمي در نزديكي آنها قرار بگيرد، يك نيرو آن را مي‌كشد و يك نيرو آن را هُل مي‌دهد و در کل هيچ نيرويي بر آن وارد نمي‌شود. پس مادة مورد نظر ما، با يك اربيتال پُر (داراي تعداد الكترون‌هاي زوج در لاية آخر كه براي Fe₂₆ ،‌ اربيتال d لاية آخر است) داراي خاصيت مغناطيسي نخواهد بود.

اما يك راه ديگر هم براي ايجاد خاصيت مغناطيسي در ماده وجود دارد. در اين روش، خاصيت مغناطيسي ناشي از نوع ديگري از حركت الكترون در اتم است. چون الكترون‌ها به جز حركت اُربيتالي (چرخش به دور هسته كه در بالا توضيح داده شد) مي‌توانند مثل كرة زمين به دور خود نيز بچرخند. در اين حالت نيز همان بردار گشتاور ايجاد مي‌شود و اگر تعداد الكترون‌ها در لاية آخر زوج باشد دوباره نيروهاي به‌وجودآمده همديگر را خنثي مي‌كنند.

Fe₂₆ :  است. زيرا لاية d  به هسته نزديك است و جاذبة هسته به الكترون‌هاي اين لايه اجازه نمي‌دهد که به دور خود بچرخند. اما در جامداتي كه لاية f  در حال پُر شدن است، چون فاصلة لايه از هسته زياد است، الكترون‌ها هم مي‌توانند به دور خودشان و هم به دور هسته بچرخند. پس دو بردار نيرو ناشي از دو نوع حركت به وجود مي‌آيد و واضح است كه خاصيت مغناطيسي بسيار بيشتر از حالت قبل خواهد شد. البته به اين موضوع هم بايد توجه كرد كه جهت چرخش به دور هسته (حركت اُربيتالي) و چرخش به دور خود حركت وضعي براي يك الكترون در خلاف هم هستند.

حوزه‌هاي مغناطيسي

براي درك اين موضوع به مثال زير توجه كنيد.

دو اتاق كنار هم را در نظر بگيريد. در اتاق اول 10 نفر وجود دارند. از اين 10 نفر، 1 نفر از جنوب به شمال،‌ 2 نفر از غرب به شرق، 1 نفر از شرق به غرب و 4 نفر از شمال به جنوب در حركت‌اند. (اين اتاق دقيقاً همان مادة چندحوزه‌اي است كه در بالا به آنها اشاره شد و فلش‌ها جهت حركت آدم‌ها هستند.
در اتاق دوم 4 نفر وجود دارند كه همگي از شمال اتاق

 به سمت جنوب اتاق در حركت‌اند. مشخص است كه در اتاق اول آدم‌ها با هم برخورد مي‌كنند. بنابراين، برآيند حركت آنها از شمال اتاق به جنوب اتاق خيلي كم‌تر از حركت دو نفر از شمال اتاق به جنوب آن است. اما در اتاق دوم، چهار نفر به‌راحتي حركت مي‌كنند و هيچ برخوردي بين آنها وجود ندارد. بنابراين، برآيند حركتيِ آنها معادل حركت 4 نفر است.

القاي مغناطيسي

القاي مغناطيسي يعني اينكه بخواهيم ماده‌اي را كه براي مغناطيسي شدن مناسب است، مغناطيس كنيم. واضح است كه براي اين كار بايد حوزه‌هاي مغناطيسي غير هم‌جهت را هم‌جهت كنيم تا نيروهاي حاصل همديگر را خنثي نكنند. براي اين كار بايد قطعه را با يك آهن‌ربا مالش دهيم، يا آن را در جهت ميدان مغناطيسيِ زمين گداخته كنيم يا در اين جهت چكش‌كاري كنيم. اين كارها باعث چرخيدن فلش‌ها در هر حوزه ‌مي‌شوند تا در نهايت تمام فلش‌ها هم‌جهت شوند، يعني جهت چرخش الكترون‌ها در هر حوزه عوض شود. با اين كار مرز بين حوزه‌ها حركت مي‌كند و حوزه‌هاي كوچك‌تر در حوزه‌هاي بزرگ ادغام (هضم) مي‌شوند.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40