Mikroskopik Mıknatıslar

**Prof. Dr. Sinsi** · 10-21-2012

Mikroskopik Mıknatıslar

’MIKNATISIN MANYETİK ALAN ÇİZGİLERİ ELEKTRİK BOBİNİNİN ÇİZGİLERİNE BENZER

BUNA KARŞILIK MIKNATISIN HER ATOMU MİKROSKOPİK BİR HALKAYA BENZETİLEMEZ

’’

Bir mıknatısın kuzey kutbundan ‘çıkan’ veya güney kutbuna ‘giren’ alan çizgileri gözlemlendiğinde, bu kutuplar bir elektrik dipolünün yükleri gibi birbirine karşıt işaretli iki manyetik ‘kütle’ye benzetilir

Coulomb’un da belirtmiş olduğu gibi iki mıknatısın uçları, elektrik yükleri yasasına göre birbirini çeker ve iter

Gerçekte bu kütleler yoktur

Kutupları soyutlamak için mıknatıs ikiye bölününce, aynı şiddette kutupları olan iki yeni mıknatıs elde edilir

Parçalar arasındaki alanın yönü mıknatısın içinde dışarıda olup bitenin aksine alan çizgilerinin güney kutbundan kuzey kutbuna gittiğini gösterir

Bu iki gözlem, mıknatısı bir solenoitle (elektrik bobini) karşılaştırmanın mümkün olduğunu gösterir; ancak bu durumda akla bir soru gelir: mıknatıslar içinde neden akımlar algılanamıyor? Ampere, akımları mikroskopik kaynaklı olduğu için algılayamadığımızı düşünüyordu

Bir atomda, yörüngesi çevresinde dönen bir elektronun içinden akım geçen küçük bir sarıma benzediği doğrudur

Atomun kuvantum gerçeğine pek uymayan bu klasik ‘görüntü’ mikroskopik Dünya’nın genel bir özelliğini ortaya koyar: her kinetik momente (parçacıkların ‘spin’i dahil olmak üzere) bir manyetik moment eşlik eder

Bu durumda, kinetik moment Plansk değişmezi (h=10-34 J

sn) düzeyindedir; eh / m düzeyinde olan manyetik moment, m kütlesi yerine elektronu e yükü yerleştirilerek bulunur; e / m yaklaşık olarak 1011 ettiğinden, atom manyetik momenti yaklaşık 10-23 A

m2 değerini bulur

Bir doğru üzerine dizilmiş olan bir mol (6

1023) atomun manyetik momentinin değeri 1 cm2 yüzeyli, içinden 6 amperlik bir akım geçen 10 000 sarımlı bir bobinin manyetik momentine eşdeğerdir

Elektronlar, protonlar, hatta nötronlar mikroskopik ölçekli mıknatıslardır ve bunların manyetik etkileri sayesinde, elektronun veya protonun spini gibi kinetik momentleri bulunmuştur

Mesela protonun manyetik enerjisi iki karşıt değer alabilir:  MB

Bu iki düzey arasındaki geçişe, protonun hemen yakınındaki çevre hakkında bilgi veren bir ışıma yayımı eşlik eder

İşte nükleer rezonansın (NMR) ilkesi bu olaya dayanır

10-21-2012	#1
Prof. Dr. Sinsi	Mikroskopik Mıknatıslar Mikroskopik Mıknatıslar ’MIKNATISIN MANYETİK ALAN ÇİZGİLERİ ELEKTRİK BOBİNİNİN ÇİZGİLERİNE BENZER BUNA KARŞILIK MIKNATISIN HER ATOMU MİKROSKOPİK BİR HALKAYA BENZETİLEMEZ’’ Bir mıknatısın kuzey kutbundan ‘çıkan’ veya güney kutbuna ‘giren’ alan çizgileri gözlemlendiğinde, bu kutuplar bir elektrik dipolünün yükleri gibi birbirine karşıt işaretli iki manyetik ‘kütle’ye benzetilir Coulomb’un da belirtmiş olduğu gibi iki mıknatısın uçları, elektrik yükleri yasasına göre birbirini çeker ve iter Gerçekte bu kütleler yoktur Kutupları soyutlamak için mıknatıs ikiye bölününce, aynı şiddette kutupları olan iki yeni mıknatıs elde edilir Parçalar arasındaki alanın yönü mıknatısın içinde dışarıda olup bitenin aksine alan çizgilerinin güney kutbundan kuzey kutbuna gittiğini gösterir Bu iki gözlem, mıknatısı bir solenoitle (elektrik bobini) karşılaştırmanın mümkün olduğunu gösterir; ancak bu durumda akla bir soru gelir: mıknatıslar içinde neden akımlar algılanamıyor? Ampere, akımları mikroskopik kaynaklı olduğu için algılayamadığımızı düşünüyordu Bir atomda, yörüngesi çevresinde dönen bir elektronun içinden akım geçen küçük bir sarıma benzediği doğrudur Atomun kuvantum gerçeğine pek uymayan bu klasik ‘görüntü’ mikroskopik Dünya’nın genel bir özelliğini ortaya koyar: her kinetik momente (parçacıkların ‘spin’i dahil olmak üzere) bir manyetik moment eşlik eder Bu durumda, kinetik moment Plansk değişmezi (h=10-34 Jsn) düzeyindedir; eh / m düzeyinde olan manyetik moment, m kütlesi yerine elektronu e yükü yerleştirilerek bulunur; e / m yaklaşık olarak 1011 ettiğinden, atom manyetik momenti yaklaşık 10-23 A m2 değerini bulur Bir doğru üzerine dizilmiş olan bir mol (61023) atomun manyetik momentinin değeri 1 cm2 yüzeyli, içinden 6 amperlik bir akım geçen 10 000 sarımlı bir bobinin manyetik momentine eşdeğerdir Elektronlar, protonlar, hatta nötronlar mikroskopik ölçekli mıknatıslardır ve bunların manyetik etkileri sayesinde, elektronun veya protonun spini gibi kinetik momentleri bulunmuştur Mesela protonun manyetik enerjisi iki karşıt değer alabilir:  MB Bu iki düzey arasındaki geçişe, protonun hemen yakınındaki çevre hakkında bilgi veren bir ışıma yayımı eşlik eder İşte nükleer rezonansın (NMR) ilkesi bu olaya dayanır