Magnetizma

Magnetizma

Mıknatıslık:

Demir,nikel ve kobalt gibi maddeleri çekme özelliği gösteren cisimlerdir Fe2O4 (demir oksit) bileşiği tabii bir mıknatıstır Manisa yakınlarında ilk olarak bulunduğu söylenen bu siyah taşa sürtülen demir çubukta mıknatıslık özelliği kazanır Sayıları çok az olmakla beraber Demir, Nikel, kobalt gibi bazı maddeler kuvvetli bazı magnetik etkiler gösterirler Mıknatıslık özelliği 2 teori ile açıklanabilir:

1 Wilhelm Weber (1804-1890): Moleküler Teori

Moleküler teoriye göre magnetik maddelerin molekülleri iki kutuplu birer küçük mıknatıs gibidirler Mıknatıslanmamış bir maddede bu küçük mıknatıslar rastgele bulunduklarından birbirlerinin magnetik alanını yok ederler ve böylece maddenin çevresinde herhangi bir alan meydana gelmez Bu magnetik madde mıknatıslandığında moleküler mıknatıslar zıt kutupları uç uca gelecek şekilde sıralanırlar Böylece madde çevresinde magnetik alanı olan mıknatıs haline gelir Bu teori bir çubuk mıknatısın moleküllerine kadar bölündüğünde yine iki kutuplu mıknatıs elde edileceği ve mıknatısların uçlarında magnetik alanın en büyük olduğu konularına açıklama getirir

2 Andre Marie Ampere(1775-1836): Mıknatıslanma Teorisi

Oersted(1770-1851) akım geçiren bir telin etrafında magnetik alan meydana geldiğini gözlemiştir Amper mıknatıslanmış madde içinde dolaşan akımlar olduğunu ve maddenin magnetik özelliğinin bu küçük kapalı devre akımlardan ileri geldiğini söylemiştir Bu günün atom teorisi bu görüşü desteklemektedir Direnci olmayan ve sürekli devam eden bu akım devreleri atomlardaki elektronların dönmesinden ileri gelir Hareket eden bir elektrik yükü çevresinde her zaman bir magnetik alan meydana getirdiğinden negatif elektrik yüklü bir elektronda yaptığı bu hareketlerinden dolayı bir magnetik alan meydana getirir Meydana gelen alanın yönü elektronun dönme yönüne bağlıdır Mıknatıslanmamış bir madde de bu hareketler düzensizdir Bundan dolayı etkiler birbirini yok ettiklerinden bileşke etki sıfıra çok yakındır Madde magnetik alanda bu etkileri bir düzene girdiğinden mıknatıslanır

Diyamagnetik Maddeler: Bağıl magnetik geçirgenlikleri 1 den biraz küçüktür Magnetik alan içinde alana zıt yönde zayıf mıknatıslanırlar ve alanın zayıf tarafına doğru itilirler Serbestçe dönebilen diamagnetik bir çubuk alan içerisine konulduğunda alana dik durum alır

Paramagnetik maddeler: Bağıl magnetik geçirgenlikleri 1 den biraz büyüktür magnetik alanda zayıf mıknatıslanırlar ve alanın kuvvetli tarafına doğru çekilirler Serbestçe dönebilen paramagnetik bir çubuk magnetik alan içerisine konulduğunda alan doğrultusuna paralel bir durum alır

Ferromagnetik maddeler: Bağıl magnetik geçirgenlikleri 1 den çok büyüktür magnetik alan içinde paramagnetik maddelere benzer özellikler gösterirler ancak çok kuvvetli mıknatıslanırlar

Kuantum Fiziği olmadan, magnetik özellikler üzerinde bir açıklama getirmek mümkün değildir Ferrimagnetizma, antiferromagnetizma ve ferrimagnetizma özellikleri gösteren katılar, belirli bir sıcaklığın altında, kendiliğinden (spontaneous) bir magnetik momente sahiptir Ferromagnetik maddeler teknolojik yönden çok büyük önem arz etmektedir; transformatörler, ses, video, teyp, disketler bu maddelerden yapılmaktadır Magnetik özellikler, tamamen cismi oluşturan atomların elektronlarının kendi magnetik momentlerinin (spin açısal momentumlarının), yörünge hareketlerinin (yörünge açısal momentumlarının) veya bulundukları enerji düzeylerinin ne kadar dolu olduğunun bir sonucu olarak ortaya çıkar Element ve bileşiklerin büyük çoğunluğunda , uygulanan magnetik alan doğrultusunda , aynı veya zıt yönde, bir magnetizasyon elde ederiz Aynı yönde magnetizasyon oluşturanlara paramagnetik, ters yönde magnetizasyon oluşturanlara ise diamagnetik cisimler deriz Kristal yapı içindeki atomların, birbirleri ile olan etkileşmeleri sonucu, ferromagnetizma, antiferromagnetizma ve ferrimagnetizma diye adlandırdığımız magnetik özellikler ortaya çıkmaktadır

Bir cismin magnetik geçirgenliği µ=B/H olarak tarif edilir µçok büyük değer alabilir(1000000) Histeriz eğrisindeki iki nokta önemlidir Biri uygulanan magnetik alanın sıfır olduğu yerde, kalıcı magnetik indüksiyon olan Br Diğeri magnetik indüksiyonu sıfıra götürmek içinters yönde uygulamamız gereken magnetik alan Hc değeridir Teknolojik uygulamalarda kullanılacak olan Ferromagnetik malzemelerin histeriz eğrisi elde edildikten sonra bu iki değere bakılır iyi bir transformatör çekirdeği içinmümkün oldukça küçük Hc değeri çok büyük bir Br değeri elde edilmeye çalışılırHoparlörlerde kullanılacak mıknatıs için her iki değerinde çok büyük olduğu malzemeler kullanılmaya çalışılır