فرو مغناطيس

Campus

عضو جدید
کاربر ممتاز






براي تحليل پديده فرومغناطيس[1] نمونة ساده يك اتم را كه از هسته و ابر الكتروني اطراف آن تشكيل شده در نظر مي‌گيريم. بار الكتريكي هر الكترون داراي دو گردش مي‌باشد: يكي به دور خود و ديگري در يك مدار به دور هسته.

حركت الكترون در مدار آن را مي‌توان معادل جريان الكتريكي دانست و مي‌دانيم كه جريان الكتريكي باعث ايجاد ميدان مغناطيسي مي‌گردد. پس اين جريان نيز به نوبه خود ميدان مغناطيسي توليد مي‌كند كه جهت اين ميدان مغناطيس به كمك قانون دست راست بدست مي‌آيد.
· توجه داريم كه طبق قرارداد جهت جريان در خلاف جهت حركت الكترون است.
از طرف ديگر اگر فرض شود كه بار الكتريكي هر الكترون روي سطح آن توزيع شده است. با توجه به گردش الكترون بدور خود اين حركت نيز معادل يك جريان الكتريكي خواهد بود و مي توان جهت ميدان مغناطيس حاصل از آن را نيز به كمك قانون دست راست مشخص كرد.
از برآيند اين دو ميدان مغناطيس در همة الكترونهاي يك اتم، ميدان مغناطيسي كلي اتم بدست مي‌آيد. ولي از آنجا كه همة الكترونها در يك جهت نمي‌چرخند، ‌اكثر الكترونهاي يك اتم، اثر مغناطيسي يكديگر را خنثي مي‌كنند. درنتيجه ميدان مغناطيسي اتم صفر است. اما حدوداً در
عناصر شناخته شده وضعيت الكترونها در داخل اتم به گونه‌اي است، كه ميدان مغناطيسي الكترونها، بطور كامل خنثي نمي‌شود و لذا در اين عناصر، اتمها ميدان مغناطيسي خالصي دارند.
ولي ترتيب قرار گرفتن اتمها در بيشترين عناصر هم طوري است كه ميدان مغناطيسي خالص هر اتم توسط اتمهاي همسايه خنثي مي‌شود فقط در 5 عنصر آهن، نيكل، كبالت، ديسپروزيوم[2] و گادولينوم[3] ميدان مغناطيسي اتمها توسط يكديگر خنثي نشده، بلكه با هم جمع مي‌شود پس 5 عنصر مورد اشاره (دو مورد آخر خيلي نادراند) و تعدادي از آلياژهاي آنها بعنوان مواد فرومغناطيس شناخته مي‌شوند.
به اين ترتيب مي‌توان گفت مواد فرومغناطيس از ذرات آهنربايي كوچك كه قطبهاي مغناطيسي آنها در جهات مختلف قرار دارند، تشكيل مي‌شوند، درنتيجه با جهت گرفتن ذرات مغناطيسي در ماده فرومغناطيس يك ميدان مغناطيس قوي‌تر ايجاد مي‌شود بعبارتي با نظم گرفتن ذرات مغناطيس اين ماده ميدان مغناطيسي خارجي تقويت شده است.

«خاصيت مغناطيسي و الكترون»
الكترون به سه طريق مي‌تواند خاصيت مغناطيسي توليد كند.
1) خاصيت مغناطيسي بارهاي متحرك: الكترونها با جاري شدن در يك فضاي خالي يا حركت در يك سيم رسانا مي‌توانند مانند هر ذره باردار ديگر، ميدان مغناطيسي خارجي بوجود آورند.
2) خاصيت مغناطيسي و اسپين: هر الكترون منزوي تراز نظر كلاسيكي مي‌توان يك بار الكتريكي منفي كوچك و در حال چرخش در نظر گرفت. كه داراي اندازه حركت زاويه‌اي اسپيني ذاتي
وابسته است. و بزرگي آن بر پايه پيشگويي نظريه كوانتومي برابر

که در آن h ثابت پلانک است.
3) خاصيت مغناطيسي و حركت مداري: الكترونهاي مربوط به اتم در حالتهايي هستند كه يك اندازه حركت زاويه‌اي مداري ذاتي L[SUB]orb[/SUB] دارند اين اندازه حركت از نظر كلاسيكي متناظر با حركت الكترون بدور هسته اتم بر روي يك مدار است. مدارهاي حركت اين الكترونها هم ارز با حلقه‌هاي جريان ضعيف‌اند و اين جريانها يك گشتاور مغناطيسي مداري
بوجود مي‌آورند.


[1] Ferromagnetic

[2]dysprosium

[3]gadolinium



 
بالا