Какво представлява Imaging?

Магнетизацията, наричана още намагнитване или магнитна поляризация, е плътността на магнитните диполни моменти, които са индуцирани в магнитен материал, когато са поставени в близост до магнит.

Магнитните ефекти на материала могат също да бъдат индуцирани чрез преминаване на електрически ток през материала.

Магнитният ефект се причинява от движението на електрони в атомите или от спина на електроните или ядрата (намагнитване и магнитна интензивност, 2016).

Поставен от проста гледна точка, превръщането на материал (обикновено желязо) в магнит. Името на намагнитването произтича от френската дума aimantation, която се превежда като магнит.

Когато се постави в нехомогенно поле, материята се привлича или отблъсква по посока на градиента на полето. Това свойство се описва от магнитната възприемчивост на веществото и зависи от степента на намагнитване на веществото в полето.

Намагничаването зависи от размера на диполните моменти на атомите в веществото и от степента, до която диполните моменти са подравнени един с друг.

Някои материали, като желязо, проявяват много силни магнитни свойства, поради подреждането на магнитните моменти на техните атоми в определени малки области, наречени домейни.

При нормални условия, различните домейни имат полета, които взаимно се отменят, но могат също така да бъдат подравнени, за да произвеждат изключително големи магнитни полета.

Няколко сплави, като NdFeB (сплав от неодим, желязо и бор), поддържат техните домейни подравнени и се използват за създаване на постоянни магнити.

Силното магнитно поле, произведено от типичен магнит с дебелина три милиметра от този материал, е сравним с електромагнит, направен от медна верига, носеща ток от няколко хиляди ампера. За сравнение, токът в типична електрическа крушка е 0.5 ампера.

Тъй като подреждането на домейните на материала произвежда магнит, дезорганизацията на подреденото подреждане унищожава магнитните свойства на материала.

Термичното разбъркване, което се получава при нагряване на магнит при висока температура, разрушава неговите магнитни свойства (Edwin Kashy, 2017).

Определение и характеристики на намагнитването

Намагнитването или намагнитването М на диелектрика се определя от:

Където N е броят на магнитните диполи на единица обем и μ е диполен магнитен момент на дипол (Griffiths, 1998). Намагнитването може да бъде записано и като:

Където β е намагнитването.

Ефектът от намагнитването е да се индуцират плътности на присъединяването на ток в материала

И повърхностен ток се съедини по повърхността му

Къде е единицата, насочена навън нормално (Weisstein, 2007).

Защо някои материали могат да се намагнетизират, докато други не могат?

Магнитните свойства на материалите са свързани с сдвояването на завъртанията в техните атоми или молекули. Това е феномен на квантовата механика.

Елементи като никел, желязо, кобалт и някои от редкоземните елементи (dysprosium, gadolinium) показват уникално магнитно поведение, наречено феромагнетизъм, желязото е най-често срещаният и най-драматичен пример.

Тези феромагнитни материали представляват феномен на отдалечено подреждане на атомно ниво, което причинява завъртанията на неспарените електрони паралелно един на друг в област, наречена домейн.

В рамките на областта, магнитното поле е интензивно, но в общата проба материалът обикновено няма да се намагнетизира, защото многото области ще бъдат ориентирани случайно по отношение един на друг.

Феромагнетизмът се проявява във факта, че малко магнитно поле, наложено външно, например от соленоид, може да накара магнитните домени да се подравнят помежду си и се казва, че материалът е намагнитизиран.

След това магнитното задвижващо поле ще бъде увеличено с голям фактор, който обикновено се изразява като относителна проницаемост за материала. Има много практически приложения на феромагнитни материали, като електромагнита (Феромагнетизъм, SF).

От 1950 г. и особено от 1960 г. насам е открито, че няколко йонно свързани съединения са феромагнитни, някои от които са електрически изолатори. Други имат проводимост с величина, характерна за полупроводниците.

Над точката на Кюри (наричана още температура на Кюри) спонтанното намагнитване на феромагнитния материал изчезва и става парамагнитно (т.е. остава слабо магнитно).

Това се случва, защото топлинната енергия е достатъчна за преодоляване на силите на вътрешното подреждане на материала.

Температурите на Кюри за някои важни феромагнитни материали са: желязо, 1043 К; Кобалт, 1394 К; Никел, 631 К; И гадолиний, 293 К (Encyclopædia Britannica, 2014).

Материали, които нямат магнитни свойства, се наричат ​​диамагнитни. Това е така, защото те показват спин сдвояване в техните атомни орбитали или молекулярни орбитали.

Начини за магнетизиране на материал

1 - Разтрийте метал със силен магнит

1. Съберете необходимите материали. За да се намагнетизира метала с този метод, имате нужда само от силен магнит и парче метал с известно съдържание на желязо. Металите без желязо няма да бъдат магнитни.
2. Идентифицирайте Северния полюс на магнита. Всеки магнит има два полюса, северен и южен полюс. Северният полюс е отрицателната страна, а южният полюс е положителната страна. Някои магнити имат директно маркирани полюси върху тях.
3. Разтъркайте северния полюс от центъра на метала до края. С твърд натиск бързо задвижвайте магнита през парче метал. Актът на триене на магнита през метала помага на железните атоми да се подравнят в една посока. Многократно поглаждане на метала дава на атомите повече възможност да се подредят.
4. Тествайте магнетизма. Докоснете метала срещу куп клипове или опитайте да го залепите в хладилника. Ако скобите се залепват или остават в хладилника, металът е достатъчно магнетизиран. Ако металът не се намагнетизира, продължете да триете магнита в същата посока през метала.
5. Продължете да триете магнита срещу обекта, за да увеличите магнетизма. Не забравяйте да търкате магнита в една и съща посока всеки път. След десет удара, проверете отново магнетизма. Повторете, докато магнитът е достатъчно здрав, за да вземе скобите. Ако се втрие в противоположната посока със Северния полюс, това наистина ще размагнетизира метала (Как да намажете метала, SF).

2- Създайте електромагнит

1. За да направите електромагнит, ще ви е необходима изолирана медна жица, парче метал с известно съдържание на желязо, 12-волтова батерия (или друг източник на захранване с постоянен ток), сепаратори на проводници и електрически ножове и изолационна лента.
2. Обвийте изолирания проводник около металното парче. Вземете жицата и оставете опашката около инч, увийте жицата около метала няколко десетки пъти. Колкото повече пъти намотката е обвита, толкова по-силен ще бъде магнитът. Оставете опашката на другия край на жицата.
3. Отстранете краищата на медния проводник. С помощта на телените шредери отстранете най-малко to инча до ½ инча от двата края на проводника. Медта трябва да бъде изложена така, че да може да влезе в контакт със захранващия източник и да осигури електричество на системата.
4. Свържете кабелите към батерията. Вземете голия край на жицата и го увийте около отрицателния полюс на батерията. Използвайте електрическа лента, закрепете я на място и се уверете, че металната жица докосва проводника на клемите. С другия кабел го увийте и закрепете около положителния полюс на батерията.
5. Тествайте магнетизма. Когато батерията е правилно свързана, тя ще осигури електрически ток, който кара атомите на желязо да се изравнят, създавайки магнитни полюси. Това води до намагнитизиран метал. Докоснете метала срещу някои клипове и вижте дали можете да ги вземете (Ludic Science, 2015).