Kuinka magneetit toimivat?

click fraud protection

Magneetti on mikä tahansa materiaali, joka pystyy tuottamaan magneettikenttä. Koska mikä tahansa liikkuva sähkövaraus tuottaa magneettikentän, elektronit ovat pieniä magneetteja. Tämä sähkövirta on yksi magnetismin lähde. Useimmissa materiaaleissa elektronit ovat kuitenkin satunnaisesti orientoituneita, joten netomagneettikenttää on vähän tai ei ollenkaan. Yksinkertaisesti sanottuna, magneetissa olevilla elektroneilla on taipumus suuntautua samalla tavalla. Tämä tapahtuu luonnollisesti monissa ioneissa, atomeissa ja materiaaleissa, kun ne jäähdytetään, mutta se ei ole yhtä yleinen huoneenlämpötilassa. Jotkut elementit (esim. Rauta, koboltti ja nikkeli) ovat ferromagneettisia (voidaan indusoida magnetisoitumaan magneettikentässä) huoneenlämpötilassa. Näiden vuoksi elementtejä, sähköpotentiaali on pienin, kun valenssielektronien magneettiset momentit kohdistetaan. Monet muut tekijät ovat diamagneettisesta. Parittomat atomit diamagneettisissa materiaaleissa muodostavat kentän, joka hylkää heikosti magneetin. Jotkut materiaalit eivät reagoi magneettien kanssa ollenkaan.

instagram viewer

Atomimagneetti dipoli on magnetismin lähde. Atomitasolla magneettiset dipolit ovat pääasiassa elektronien kahden tyyppisen liikkeen tulosta. Ytimen ympärillä on elektronin kiertoradan liike, joka tuottaa kiertoradan dipolimagneettisen momentin. Elektronimagneettisen momentin toinen komponentti johtuu pyöräyttää dipolin magneettinen momentti. Elektronien liikkuminen ytimen ympärillä ei kuitenkaan oikeastaan ​​ole kiertorata, eikä spin-dipolin magneettinen momentti liity elektronien todelliseen "kehruuun". Parittomat elektronit pyrkivät osaltaan edistämään materiaalin kykyä tulla magneettiseksi, koska elektronien magneettista momenttia ei voida kokonaan poistaa, kun on "parittomia" elektroneja.

Ytimen protoneilla ja neutroneilla on myös kiertoradan ja spin-kulman momentti sekä magneettiset momentit. Ydinmagneettinen momentti on paljon heikompi kuin elektroninen magneettinen momentti, koska vaikka erilaisten kulmavirhe hiukkaset voivat olla verrattavissa, magneettinen momentti on käänteisesti verrannollinen massaan (elektronin massa on paljon pienempi kuin protonin tai massan) neutroni). Heikompi ydinmagneettinen momentti on vastuussa ydinmagneettisesta resonanssista (NMR), jota käytetään magneettikuvaus (MRI).

instagram story viewer