KĀDA IR RELATĪVĀ CAURLAIDĪBA? - FIZISKĀ - 2025

Relatīvā magnētiskā caurlaidība ir mērs spēju par būtisku veidu, ko šķērso straumi nezaudējot savu Funkcijas cieņu pret citu materiālu, kas kalpo kā par atsauci. To aprēķina kā attiecību starp pētāmā materiāla un standartmateriāla caurlaidību. Tāpēc tas ir daudzums, kam trūkst izmēru.

Parasti runājot par caurlaidību, mēs domājam par šķidrumu, parasti ūdens, plūsmu. Bet ir arī citi elementi, kas var iziet cauri vielām, piemēram, magnētiskie lauki. Šajā gadījumā mēs runājam par magnētisko caurlaidību un relatīvo magnētisko caurlaidību.

Niķelim ir augsta relatīvā magnētiskā caurlaidība, tāpēc monētas stingri pieķeras magnētam. Avots: Pixabay.com.

Materiālu caurlaidība ir ļoti interesants īpašums neatkarīgi no plūsmas veida, kas caur tiem iziet. Pateicoties tam, ir iespējams paredzēt, kā šie materiāli izturēsies ļoti dažādos apstākļos.

Piemēram, augsnes caurlaidība ir ļoti svarīga, būvējot tādas konstrukcijas kā notekas, ietves un citas. Pat kultūrām augsnes caurlaidība ir būtiska.

Visu mūžu šūnu membrānu caurlaidība ļauj šūnai būt selektīvai, ļaujot cauri iziet nepieciešamām vielām, piemēram, barības vielām, un noraidot citas, kas var būt kaitīgas.

Attiecībā uz relatīvo magnētisko caurlaidību tas sniedz mums informāciju par materiālu reakciju uz magnētiskajiem laukiem, ko rada magnēti vai dzīvie vadi. Šādi elementi ir bagātīgi tehnoloģijā, kas mūs ieskauj, tāpēc ir vērts izpētīt, kāda ir to ietekme uz materiāliem.

Relatīvā magnētiskā caurlaidība

Ļoti interesants elektromagnētisko viļņu pielietojums ir naftas izpētes atvieglošana. Tā pamatā ir zināt, cik daudz viļņu spēj iekļūt pamatnē, pirms tas to vājina.

Tas sniedz labu priekšstatu par iežu veidiem, kas atrodas noteiktā vietā, jo katram iežam ir atšķirīga relatīvā magnētiskā caurlaidība atkarībā no tā sastāva.

Kā sākumā tika teikts, vienmēr, kad mēs runājam par relatīvo caurlaidību, terminam "relatīvs" ir jāsalīdzina attiecīgā materiāla lielums ar cita materiāla lielumu, kas kalpo kā atsauce.

Tas vienmēr ir piemērojams neatkarīgi no tā, vai tā ir šķidruma vai magnētiskā lauka caurlaidība.

Vakuumam ir caurlaidība, jo elektromagnētiskajiem viļņiem nav problēmu tur nokļūt. Ir laba ideja to ņemt par atsauces vērtību, lai atrastu jebkura materiāla relatīvo magnētisko caurlaidību.

Vakuuma caurlaidība nav nekas cits kā labi zināmā Biota-Savarta likuma konstante, kuru izmanto magnētiskās indukcijas vektora aprēķināšanai. Tā vērtība ir:

Šis lielums raksturo, kā barotnes magnētiskā reakcija tiek salīdzināta ar reakciju vakuumā.

Tagad relatīvā magnētiskā caurlaidība var būt vienāda ar 1, mazāka par 1 vai lielāka par 1. Tas ir atkarīgs no attiecīgā materiāla un arī no temperatūras.

• Acīmredzot, ja μ _r = 1, vide ir vakuums.
• Ja tas ir mazāks par 1, tas ir diamagnētisks materiāls
• Ja tas ir lielāks par 1, bet ne daudz, materiāls ir paramagnētisks
• Un, ja tas ir daudz lielāks par 1, materiāls ir feromagnētisks.

Temperatūrai ir liela nozīme materiāla magnētiskajā caurlaidībā. Faktiski šī vērtība ne vienmēr ir nemainīga. Palielinoties materiāla temperatūrai, tas kļūst iekšēji nesakārtots, tāpēc tā magnētiskā reakcija samazinās.

Diamagnētiski un paramagnētiski materiāli

Diamagnētiski materiāli negatīvi reaģē uz magnētiskajiem laukiem un tos atgrūž. Maikls Faraday (1791-1867) atklāja šo īpašumu 1846. gadā, kad atklāja, ka bismuta gabalu atgrūž kāds no magnēta poliem.

Kaut kādā veidā magnēta magnētiskais lauks bismutā inducē lauku pretējā virzienā. Tomēr šis īpašums nav ekskluzīvs šim elementam. Visiem materiāliem tas zināmā mērā ir.

Var parādīt, ka tīrā magnetizācija diamagnētiskajā materiālā ir atkarīga no elektronu īpašībām. Un elektrons ir jebkura materiāla atomu sastāvdaļa, tāpēc visiem tiem kādā brīdī var būt diamagnētiska reakcija.

Ūdens, cēlgāzes, zelts, varš un vēl daudz kas cits ir diamagnētiski materiāli.

No otras puses, paramagnētiskajiem materiāliem ir sava magnetizācija. Tāpēc viņi, piemēram, var pozitīvi reaģēt uz magnēta magnētisko lauku. Viņiem ir magnētiskā caurlaidība, kas līdzīga μ _vai .

Magnēta tuvumā viņi var arī magnetizēties un paši kļūt par magnētiem, taču šis efekts izzūd, kad īstais magnēts tiek noņemts no apkārtnes. Alumīnijs un magnijs ir paramagnētisko materiālu piemēri.

Patiesi magnētiski materiāli: feromagnētisms

Paramagnētiskās vielas ir visbagātākās dabā. Bet ir materiāli, kurus viegli piesaista pastāvīgie magnēti.

Viņi paši spēj iegūt magnetizāciju. Tie ir dzelzs, niķelis, kobalts un tādi retzemju metāli kā gadolīnijs un disprosijs. Turklāt daži sakausējumi un savienojumi starp šiem un citiem minerāliem ir zināmi kā feromagnētiski materiāli.

Šāda veida materiāliem ir ļoti spēcīga magnētiskā reakcija uz ārēju magnētisko lauku, piemēram, magnētu. Tāpēc niķeļa monētas pielīp pie stieņu magnētiem. Un savukārt stieņu magnēti pielīp ledusskapjiem.

Feromagnētisko materiālu relatīvā magnētiskā caurlaidība ir daudz augstāka par 1. To iekšpusē ir mazi magnēti, kurus sauc par magnētiskajiem dipoliem. Kad šie magnētiskie dipoli izlīdzinās, tie pastiprina magnētisko efektu feromagnētisko materiālu iekšienē.

Kad šie magnētiskie dipoli atrodas ārējā lauka klātbūtnē, tie ātri izlīdzinās ar to un materiāls pielīp pie magnēta. Lai arī ārējais lauks ir nomākts, magnētu pārvietojot prom, materiāla iekšienē paliek pastāvīga magnetizācija.

Augsta temperatūra izraisa iekšējus traucējumus visās vielās, radot tā saukto "termisko uzbudinājumu". Ar karstumu magnētiskie dipoli zaudē līdzinājumu un magnētiskais efekts izbalē.

Curie temperatūra ir temperatūra, kurā materiāla magnētiskais efekts pilnībā izzūd. Pie šīs kritiskās vērtības feromagnētiskās vielas kļūst paramagnētiskas.

Ierīces datu glabāšanai, piemēram, magnētiskās lentes un magnētiskās atmiņas, izmanto feromagnētismu. Arī no šiem materiāliem tiek ražoti augstas intensitātes magnēti, kas daudzos gadījumos tiek izmantoti pētniecībā.

Atsauces

1. Tiplers, P., Mosca G. (2003). Fizika zinātnei un tehnoloģijai, 2. sējums. Redakcijas atsaukums. 810.-821.
2. Zapata, F. (2003). Mineraloģiju izpēte, kas saistīta ar Guafita 8x eļļas urbumu, kas pieder pie Guafita lauka (Apure štats), izmantojot Mossbauer magnētiskās jutības un spektroskopijas mērījumus. Diplomdarbs. Venecuēlas Centrālā universitāte.