خاصیت مغناطیسی: نیروی نامرئی که دنیا را میچرخاند
شناخت انواع مواد از دیدگاه مغناطیسی
همه مواد در برابر آهنربا یکسان رفتار نمیکنند. دانشمندان مواد را بر اساس رفتارشان در میدان مغناطیسی به چند دسته اصلی تقسیمبندی کردهاند . درک این تقسیمبندی کلید فهم دنیای مغناطیس است.
| نوع ماده | رفتار در میدان مغناطیسی | مثالهای آشنا |
|---|---|---|
| فرومغناطیس[2] | به شدت جذب آهنربا میشوند و میتوانند خاصیت مغناطیسی دائمی پیدا کنند. | آهن، نیکل، کبالت، آهنربای یخچال |
| پارامغناطیس[3] | به طور ضعیف جذب آهنربا میشوند. این خاصیت موقت است و با حذف میدان از بین میرود. | آلومینیوم، اکسیژن مایع |
| دیامغناطیس[4] | میدان مغناطیسی را به طور بسیار ضعیف دفع میکنند . | مس، طلا، نقره، آب |
آهنرباهای دائمی در برابر الکترومغناطیس: دو قهرمان نیرومند
آهنرباها را میتوان بر اساس نحوه ایجاد و حفظ میدان مغناطیسی به دو گروه بزرگ تقسیم کرد .
آهنربای دائمی: این آهنرباها همیشه و بدون نیاز به منبع انرژی خارجی، میدان مغناطیسی دارند. مانند آهنربای تزیینی یخچال یا آهنربای داخل بلندگوهای کوچک. آنها معمولاً از مواد فرومغناطیسی مانند آهن، نیکل یا آلیاژهای خاصی مانند Alnico (ترکیب آلومینیوم، نیکل و کبالت) ساخته میشوند . نکته جالب این است که اگر یک آهنربای میلهای را از وسط نصف کنید، نه تنها خاصیت آن از بین نمیرود، بلکه دو آهنربای کوچکتر با دو قطب شمال و جنوب جدید خواهید داشت .
آهنربای الکتریکی (الکترومغناطیس): این آهنرباها فقط زمانی نیروی مغناطیسی ایجاد میکنند که جریان الکتریکی از آنها عبور کند. ساخت آن بسیار ساده است: کافی است یک سیم روکشدار را دور یک میخ آهنی بپیچید و دو سر سیم را به یک باتری وصل کنید. با بستن مدار، میخ آهنربا میشود و با باز کردن مدار، خاصیتش را از دست میدهد . قدرت این آهنربا به عوامل زیر بستگی دارد:
- تعداد دور سیم پیچ (هرچه بیشتر، قویتر)
- میزان جریان الکتریکی (ولتاژ باتری قویتر)
- جنس هسته مرکزی (آهن بهتر از هوا عمل میکند)
مغناطیس در خدمت زندگی: از خانه تا بیمارستان
شاید فکر کنید مغناطیس موضوعی تخصصی است، اما حقیقت این است که آن را هر روز و در هر جا میبینید و از آن استفاده میکنید. این نیروی نامرئی بخشی جداییناپذیر از فناوری مدرن است .
در خانه: آهنربای در یخچال، قفلهای مغناطیسی کابینت، بلندگوهای تلویزیون و هدفون، موتور لباسشویی و حتی نوار مغناطیسی پشت کارتهای عابربانک .
در وسایل الکترونیکی: هارد دیسکهای کامپیوتر (برای ذخیره اطلاعات)، موتورهای کوچک داخل کوادکوپترها و اسباببازیهای رباتیک .
در صنعت و پزشکی: جرثقیلهای غولپیکری که با آهنرباهای الکتریکی، قطعات فلزی سنگین را جابهجا میکنند . دستگاههای امآرآی[5] که با ایجاد میدان مغناطیسی بسیار قوی، تصاویر دقیقی از درون بدن انسان میگیرند و به پزشکان در تشخیص بیماریها کمک میکنند .
خاصیت مغناطیسی، نیرویی است که زندگی مدرن ما بر آن استوار است. از فلزات فرومغناطیسی مانند آهن که هسته اصلی آهنرباها هستند، تا الکترومغناطیسهایی که موتورها و ژنراتورها را میچرخانند. با شناخت اصول سادهای مانند جذب قطبهای ناهمنام و دفع قطبهای همنام، میتوانیم دنیای شگفتانگیزی از کاربردها را از درون خانه تا سطح پیشرفتهترین فناوریها کشف کنیم.
پرسشهای رایج درباره مغناطیس
خیر. تنها فلزاتی که خاصیت فرومغناطیسی دارند، به طور محسوس جذب آهنربا میشوند. معروفترین آنها آهن، نیکل و کبالت هستند. فلزات رایجی مانند آلومینیوم، مس، طلا و نقره جذب آهنربا نمیشوند .
بله! کره زمین مانند یک آهنربای غولآسا رفتار میکند و یک میدان مغناطیسی وسیع در اطراف خود دارد. عقربه قطبنما به دلیل همراستا شدن با این میدان، جهت شمال جغرافیایی را نشان میدهد. دانشمندان معتقدند این میدان به دلیل حرکت مواد مذاب حاوی آهن در هسته بیرونی زمین ایجاد میشود .
آهنربای دائمی (مانند آهنربای یخچال) همیشه خاصیت خود را حفظ میکند. اما الکترومغناطیس (مانند آهنربای داخل یک زنگ خانه) فقط وقتی کار میکند که جریان برق از آن عبور کند. شما میتوانید با قطع و وصل برق، یک الکترومغناطیس را روشن و خاموش کنید .
پاورقی
۱. خاصیت مغناطیسی (Magnetic Property): توانایی یک ماده برای ایجاد میدان مغناطیسی یا تحت تأثیر میدان مغناطیسی قرار گرفتن.
۲. فرومغناطیس (Ferromagnetism): قویترین نوع رفتار مغناطیسی که در موادی مانند آهن دیده میشود و میتواند به صورت دائمی باقی بماند.
۳. پارامغناطیس (Paramagnetism): نوع ضعیفی از مغناطیس که در آن ماده تنها در حضور یک میدان مغناطیسی خارجی و به طور موقت جذب میشود.
۴. دیامغناطیس (Diamagnetism): خاصیتی که در آن ماده در برابر میدان مغناطیسی خارجی قرار میگیرد و آن را به طور بسیار ضعیف دفع میکند.
۵. امآرآی (MRI): مخفف تصویرسازی تشدید مغناطیسی، یک روش پیشرفته تصویربرداری پزشکی که از میدانهای مغناطیسی قوی استفاده میکند.
