Что такое магнетизм: интересные факты о магнитных материалах

Четверг, 3 февраля 2022 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

03.02.2022, 10:27 Магнитные поля невидимы, но они буквально окружают нас, где бы мы не находились. Но что на самом деле представляют собой магниты и какие они бывают? Getty Images

Как возникает магнитное поле и какими бывают магниты? Попытались ответить на эти вопросы в новом материале

Магнитное поле способно воздействовать на частицы за счет силы Лоренца. Эта сила, действующая на электрически заряженную частицу в магнитном поле, зависит от величины заряда, скорости частицы и напряженности магнитного поля. Сила Лоренца обладает одним специфическим свойством: она заставляет частицы двигаться под прямым углом к их первоначальному направлению движения.

Некоторые материалы, такие как железо, являются ферромагнетиками. Это означает, что они могут поддерживать постоянное магнитное поле. Это наиболее распространенные формы магнитов, встречающиеся в повседневной жизни. Другим материалам, таким как кобальт и никель, можно придать временное магнитное поле, поместив их внутрь большего, мощного поля, но в конечном итоге эти материалы потеряют свой магнетизм.

Магнитные поля генерируются движением электрических зарядов. Все электроны обладают фундаментальным квантово-механическим свойством углового момента, известным как «спин». Внутри атомов, большинство электронов, как правило, образуют пары, в которых один из них «вращается вверх», а другой «вращается вниз», или, другими словами, их угловые моменты указывают в противоположных направлениях. В этом случае магнитные поля, создаваемые этими спинами, направлены в противоположные стороны, поэтому они нейтрализуют друг друга. 

Однако некоторые атомы содержат один или несколько неспаренных электронов, и эти неспаренные электроны создают крошечное магнитное поле. Направление их вращения определяет направление магнитного поля. Когда спины большинства неспаренных электронов выровнены в одном направлении, они объединяются, создавая магнитное поле, достаточно сильное, чтобы его можно было наблюдать в макроскопическом масштабе.

Источники магнитного поля являются дипольными. Это означает, что у них есть северный и южный полюса. Противоположные полюса (N и S) притягиваются, а подобные полюса (N и N, или S и S) отталкиваются. Это создает тороидальное поле, поскольку оно распространяется наружу от северного полюса и проникает через южный.

Существуют разные формы магнетизма. Например,  диамагнетизм вызван орбитальным движением электронов внутри атомов, создающих крошечные петли, генерирующие слабые магнитные поля. Когда к материалу прикладывается внешнее магнитное поле, эти контуры имеют тенденцию выравниваться таким образом, чтобы противостоять приложенному полю. Это приводит к тому, что все материалы отталкиваются постоянным магнитом; однако результирующая сила обычно слишком слаба.

Парамагнетизм возникает, когда материал временно становится магнитным при помещении в магнитное поле и возвращается в немагнитное состояние, как только удалено внешнее поле. Когда применяется магнитное поле, некоторые из неспаренных электронных спинов выравниваются с полем и преодолевают противоположную силу, создаваемую диамагнетизмом. Однако такой эффект заметен только при очень низких температурах.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 940
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2018, 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003