Βικιπαίδεια

Μαγνητισμός: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιήγηση ιστορικού διαδραστικά
← Προηγούμενη διαφοράΕπόμενη διαφορά →
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
ΟπτικήΚώδικας wiki
μ r2.6.4) (Ρομπότ: Προσθήκη: kk:Магнетизм
μΧωρίς σύνοψη επεξεργασίας
Γραμμή 25:
 
== Μαγνητικά δίπολα ==
Συνήθως, τα [[Μαγνητικό πεδίο|μαγνητικά πεδία]] εμφανίζονται σανως [[Δίπολο|δίπολα]], με ένα βόρειο και έναν νότιο πόλο, με τους όρους αυτούς να χρονολογούνται από την εποχή που οι [[Μαγνήτης|μαγνήτες]] χρησιμοποιούνταν ως [[Πυξίδα|πυξίδες]], αντιδρώντας με το [[γήινο μαγνητικό πεδίο]] για να δείξουν τον Βόρειο και τον Νότιο πόλο της [[Γη|γης]]. Επειδή οι αντίθετοι πόλοι έλκονται, ο 'βόρειος' γεωγραφικός πόλος της γης πρέπει να είναι μαγνητικά 'νότιος'.
 
Το μαγνητικό πεδίο περικλείει [[ενέργεια]], και τα φυσικά συστήματα σταθεροποιούνται με βάση την ελάχιστη ενέργεια. Ως εκ τούτου, όταν τοποθετηθεί σε μαγνητικό πεδίο, ένα '''μαγνητικό δίπολο''' τείνει να ευθυγραμμιστεί σε αντίθετη πολικότητα με αυτό το πεδίο, μειώνοντας έτσι τη δύναμη του πεδίου όσον το δυνατόν περισσότερο και μειώνοντας την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη σε αυτό το πεδίο σε έναν ελάχιστο βαθμό. Για παράδειγμα, δύο πανομοιότυποι ραβδοειδείς μαγνήτες ευθυγραμμίζονται αυθόρμητα νότιος με βόρειος πόλος ο ένας πάνω στον άλλον έχοντας ως αποτέλεσμα την εξουδετέρωση του μαγνητικού πεδίου και αντιστέκονται σε κάθε προσπάθεια να τους αλλάξουμε προσανατολισμό ώστε ο κάθε πόλος να ευθυγραμμιστεί με τον αντίστοιχο. Η ενέργεια που απαιτείται για να τους επαναπροσανατολίσουμε σε αυτήν την διάταξη αποθηκεύεται στο μαγνητικό πεδίου που δημιουργείται, που είναι διπλάσιας δύναμης του πεδίου του κάθε μαγνήτη ξεχωριστά. Γι' αυτόν το λόγο ένας μαγνήτης χρησιμοποιείται ως πυξίδα και αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο της Γης ώστε να μας δείξει τον Βορρά και τον Νότο.
Γραμμή 36:
Ακόμη και τα [[Άτομο|άτομα]] έχουν ένα μικρό πεδίο. Στο [[Ατομική Θεωρία|πλανητικό μοντέλο]] του ατόμου, τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω απ' τον πυρήνα και ως εκ τούτου υπάρχει αλλαγή στην κατεύθυνση της κίνησης τους που έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου. Οι μόνιμοι μαγνήτες έχουν ορατά μαγνητικά πεδία γιατί τα άτομα (και τα μόρια) είναι διευθετημένα με τέτοιο τρόπο ώστε τα μικρά ατομικά πεδία τους να ευθυγραμμίζονται και να ενισχύονται.
 
Σε αυτό το μοντέλο, η έλλειψη απομονωμένου πόλου προκύπτει ως εξής: κόβοντας ένα ραβδοειδή μαγνήτη στη μέση δεν έχει επίδραση στη διευθέτηση των μορίων και καταλήγουμε έχοντας δύο ράβδους με την ίδια διευθέτηση, και σανως αποτέλεσμα το ίδιο πεδίο. Αυτό επίσης εξηγεί πως η θέρμανση ή το απλό χτύπημα ενός μαγνήτη κατασκευασμένου από ένα μαλακό υλικό θα τον [[Απομαγνητισμός|απομαγνητίσει]], καθώς τα μόρια εσωτερικά θα ανακατανεμηθούν σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
 
Εφόσον όλα τα γνωστά είδη των μαγνητικών φαινομένων περιλαμβάνουν την κίνηση των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων (και εφόσον καμία θεωρεία δεν καθορίζει επακριβώς τι είναι "πόλος"), ένα μαγνητικό μονόπολο δεν μπορεί να υπάρξει απομονωμένο στη φύση, δεν υπήρξε ποτέ και δε θα μπορούσε να υπάρξει.
Γραμμή 42:
Σε αντίθεση με την ανθρώπινη εμπειρία, κάποια μοντέλα της [[Θεωρητική Φυσική|θεωρητικής Φυσικής]] προβλέπουν την ύπαρξη των [[Μαγνητικό μονόπολο|μαγνητικών μονοπόλων]]. Ο Πολ Ντιράκ παρατήρησε το 1931 ότι επειδή ο [[ηλεκτρισμός]] και ο μαγνητισμός παρουσιάζουν μια ορισμένη [[συμμετρία]], ακριβώς όπως και η [[Κβαντική Ηλεκτροδυναμική|κβαντική θεωρία]] προβλέπει την ύπαρξη θετικών ή αρνητικών ηλεκτρικών φορτίων χωρίς την ύπαρξη του αντιθέτου φορτίου , απομονωμένοι βόρειοι ή νότιοι μαγνητικοί πόλοι θα μπορούσα να παρατηρηθούν. Πρακτικά, όμως, παρόλο που φορτισμένα σωματίδια όπως πρωτόνια ή ηλεκτρόνια μπορούν εύκολα να απομονωθούν, μαγνητικοί βόρειοι ή νότιοι πόλοι δε βρέθηκαν ποτέ απομονωμένοι. Χρησιμοποιώντας τη κβαντική θεωρία ο Ντιράκ έδειξε ότι αν όντως τα μαγνητικά μονόπολα υπάρχουν, τότε θα μπορούσε να εξηγηθεί γιατί τα παρατηρούμενα [[στοιχειώδη σωματίδια]] έχουν φορτία που είναι ακέραια πολλαπλάσια του φορτίου του ηλεκτρονίου.
 
Στη σύγχρονη θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων, η κβάντωση του φορτίου θεωρείται σανως μια ταυτόχρονη αποτυχία του μη αβελιανού προτύπου συμμετρίας. Μονόπολα που έχουν προβλεφθεί σε συγκεκριμένες μεγάλες ενοποιητικές θεωρίες διαφέρουν απ' αυτές που αρχικά σκέφτηκε ο Ντιράκ. Αυτά το μονόπολα, σε αντίθεση με τα στοιχειώδη σωματίδια, είναι [[σολιτόνιο|σολιτόνια]], δηλαδή συγκεντρωμένα ενεργειακά πακέτα. Αν όντως υπάρχουν, έρχονται σε αντιπαράθεση με τις κοσμολογικές παρατηρήσεις. Μια λύση στο πρόβλημα των μονοπόλων στην [[Κοσμολογία]] είχε ως αποτέλεσμα την εμφάνιση μιας ενδιαφέρουσας σύγχρονης σύλληψης, της κοσμικής διαστολής.
 
== Ατομικά μαγνητικά δίπολα ==
Γραμμή 69:
 
=== Μόνιμοι και προσωρινοί μαγνήτες ===
Ένας μόνιμος μαγνήτης διατηρεί τις μαγνητικές του ιδιότητες χωρίς εξωτερικό [[Μαγνητικό Πεδίο|μαγνητικό πεδίο]] ενώ ένας προσωρινός μαγνήτης έχεις μαγνητικές ιδιότητες μόνο μέσα σε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Ο μαγνητισμός στο ατσάλι έχει σανως αποτέλεσμα ένα μόνιμο μαγνήτη ενώ ο σίδηρος χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες μόλις αποσύρουμε το μαγνητικό πεδίο. Γι' αυτό το λόγο ένας προσωρινός μαγνήτης όπως ο σίδηρος είναι χρήσιμος για τη δημιουργία ηλεκτρομαγνήτη. Μαγνήτες δημιουργούνται με το τρίψιμο πάνω σε έναν άλλον μαγνήτη, με την κρούση του υλικού μέσα σε μαγνητικό πεδίο ή με την εισαγωγή τους μέσα σε σωληνοειδές στο οποίο παρέχουμε συνεχές ρεύμα. Ένας μόνιμος μαγνήτης μπορεί να απομαγνητιστεί αν τον υποβάλλουμε σε θέρμανση ή κρούση ή με την εισαγωγή του σε σωληνοειδές στο οποίο παρέχουμε εναλλασσόμενο ρεύμα μειούμενης έντασης.
 
==== Μαγνητικά μεταλλικά υλικά ====
Πολλά υλικά έχουν ηλεκτρονιακά σπιν χωρίς το αντίθετο ζεύγος και η πλειονότητα αυτών των υλικών είναι [[Παραμαγνητισμός|παραμαγνητικά]]. Όταν τα σπιν αλληλεπιδρούν με τέτοιο τρόπο ώστε να γυρίζουν με την ίδια φορά τα υλικά ονομάζονται [[Σιδηρομαγνητισμός|σιδηρομαγνητικά]] (αυτό που συνήθως ονομάζουμε μαγνητικά). Εξ αιτίας του τρόπου που η κανονική κρυσταλλική ατομική δομή τους προκαλεί τα σπιν τους να αλληλεπιδρούν, μερικά [[Μέταλλο|μέταλλα]] είναι (σιδηρο)μαγνητικά σε φυσική κατάσταση, σανως [[Μετάλλευμα|μεταλλεύματα]]. Αυτά περιλαμβάνουν μεταλλεύματα [[Σίδηρος|σιδήρου]], όπως ο [[μαγνητίτης]], [[Κοβάλτιο|κοβαλτίου]] και [[Νικέλιο|νικελίου]], όπως και οι σπάνιες γαίες [[γαδολίνιο]] και [[δυσπρόσιο]] (όταν βρίσκονται σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία). Αυτά τα (σίδηρο)μαγνητικά υλικά που βρίσκονται στη φύση χρησιμοποιήθηκαν στα πρώτα πειράματα για τον μαγνητισμό. Από τότε η τεχνολογία επεκτάθηκε όσον αφορά τη διαθεσιμότητα των μαγνητικών υλικών και περιέλαβε διάφορα τεχνητά προϊόντα, με βάση, όμως, όλα φυσικά μαγνητικά υλικά.
 
==== Σύνθετα ====
Γραμμή 79:
 
===== Alnico =====
Μαγνήτες alnico κατασκευάζονται με ημίτηξη ή τήκοντας και σταθεροποιώντας ένα μείγμα από [[αλουμίνιο]], νικέλιο και κοβάλτιο με σίδηρο και μικρές ποσότητες από άλλα στοιχεία που προσθέτονται για να ενισχύσουν τις ιδιότητες του μαγνήτη. Αυτή η διαδικασία παρέχει υψηλής ποιότητας μηχανικά χαρακτηριστικά, ενώ η ημίτηξη έχει σανως αποτέλεσμα ισχυρότερα μαγνητικά πεδία και επιτρέπει στον σχεδιαστή τη δημιουργία διαφορετικών σχημάτων. Οι μαγνήτες alnico αντιστέκονται στη διάβρωση και έχουν φυσικές ιδιότητες που τους κάνουν πιο ανθεκτικούς απ' τον φερρίτη, αλλά όχι τόσο επιθυμητές όσο ένα μέταλλο.
 
===== Διαμορφωμένοι με εμψεκασμό =====
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/wiki/Μαγνητισμός"