مغناطیس در ماده
مواد در پاسخ به میدانهای مغناطیسی، با رفتارهای دیامغناطیسی، پارامغناطیسی و فرومغناطیسی، مغناطیده میشوند.
Definition
مطالعه چگونگی کسب گشتاور مغناطیسی در واحد حجم (مغناطش) توسط مواد در پاسخ به میدانهای اعمالی، که به صورت ماکروسکوپی با پذیرفتاری و نفوذپذیری مشخص میشود و بر اساس علامت و بزرگی پاسخ به دیامغناطیسی، پارامغناطیسی یا فرومغناطیسی طبقهبندی میگردد.
Scope
این موضوع به مغناطش ماده، جریانهای مقید، میدان کمکی H، پذیرفتاری و نفوذپذیری مغناطیسی، و سه دسته اصلی پاسخ مغناطیسی — دیامغناطیس، پارامغناطیس، و فرومغناطیس — شامل پسماند مغناطیسی و حوزههای مغناطیسی میپردازد. این مبحث رسانههای خطی و منشأ میکروسکوپی کیفی نظم مغناطیسی را بررسی میکند، در حالی که نظریه کوانتومی تفصیلی به فیزیک ماده چگال تعلق دارد.
Core questions
- چگونه مغناطش به جریانهای مقید و میدان H منجر میشود؟
- چه چیزی مواد دیامغناطیسی، پارامغناطیسی و فرومغناطیسی را از هم متمایز میکند؟
- چرا فرومغناطیسها پسماند مغناطیسی نشان میدهند و مغناطش خود را حفظ میکنند؟
Key concepts
- مغناطش
- جریان مقید
- میدان کمکی H
- پذیرفتاری مغناطیسی
- نفوذپذیری
- دیامغناطیس
- پارامغناطیس
- فرومغناطیس
- پسماند مغناطیسی
- حوزههای مغناطیسی
Key theories
- مغناطش و جریانهای مقید
- دوقطبیهای اتمی همراستا، مغناطشی تولید میکنند که تغییرات فضایی آن معادل جریانهای حجمی و سطحی مقید است و به میدان کمکی H منجر میشود که تنها توسط جریانهای آزاد ایجاد میگردد.
- دستههای پاسخ مغناطیسی
- دیامغناطیسها به طور ضعیف با میدان مخالفت میکنند، پارامغناطیسها به طور ضعیف با آن همراستا میشوند، و فرومغناطیسها مغناطش قوی و اغلب دائمی با ساختار حوزهای و پسماند مغناطیسی زیر دمای کوری نشان میدهند.
Clinical relevance
مواد مغناطیسی در آهنرباهای دائمی، هستههای ترانسفورماتور و موتور، رسانههای ضبط مغناطیسی، و ملاحظات کنتراست و محافظت در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی نقش محوری دارند.
History
فارادی در دهه ۱۸۴۰ مواد را به پارامغناطیسی یا دیامغناطیسی طبقهبندی کرد. پیر کوری در حدود سال ۱۸۹۵ قوانین دمایی برای پذیرفتاری مغناطیسی را تدوین کرد، و وایس در اوایل قرن بیستم نظریه میدان مولکولی فرومغناطیس و حوزهها را معرفی کرد که بعدها بر اساس برهمکنشهای تبادلی کوانتومی بنا نهاده شد.
Key figures
- Pierre Curie
- Pierre Weiss
- Michael Faraday
Related topics
Seminal works
- landau1984
- kittel2005
Frequently asked questions
- تفاوت بین B و H چیست؟
- B میدان مغناطیسی کلی شامل سهم ماده مغناطیده است، در حالی که H (میدان کمکی) به گونهای ساخته شده است که منابع آن فقط جریانهای آزاد باشند؛ در محیطهای خطی، آنها از طریق نفوذپذیری متناسب هستند.
- چرا فرومغناطیسها مغناطیده باقی میمانند؟
- جفتشدگی تبادلی قوی، گشتاورهای اتمی همسایه را در حوزهها همراستا میکند؛ هنگامی که یک میدان خارجی حوزهها را همراستا میکند، پسماند مغناطیسی اجازه میدهد بخش زیادی از مغناطش پس از حذف میدان باقی بماند و یک آهنربای دائمی ایجاد شود.