دیامغناطیس

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

دیامغناطیس، خاصیتی از شیء است که آن در ریچاریک میزان میدان مغناطیسی در مخالف یک میدان مغناطیسی که در خارج به کار گرفته شده ایجاد می‌شود. بنابراین، به علت یک تأثیر دافع ایجاد می‌شود. خصوصاً، یک میدان مغناطیسی خارجی، شدت و سرعت مداری الکترونها را در اطراف تغییر می‌دهد. بنابراین، تغییر حرکت در قطبی مغناطیس در مسیر حرکت مخالف میدان خارجی است. دیامغناطیس ها، موادی با یک نفوذپذیری مغناطیسی کمتر از\mu_0 می‌باشند. (یک نفوذپذیری سنی کمتر از ۱). در نتیجه، دیامغناطیس‌ها یک مشکلی از مغناطیس هستند که تنها با یک ماده در حضور یک میدان مغناطیس خارجی به کار گرفته شده ارائه می‌شوند. آن کاملاً یک اثر ضعیفی در اغلب مواد دارد، اگرچه ابر هادی‌ها (رسانایی بسیار بالا) یک اثر شدیدی را ارائه می‌دهند. مواد دیامغناطیس، خطوط سرعت جریان مغناطیسی را در منحنی ایجاد می‌کند که دور از مواد می‌باشد و ابر هادی‌ها می‌تواند آنها را به طور کامل ممانعت کنند. (به جز برای یک لایه نازک در سطح). مواد دیامغناطیس، خطوط سرعت جریان مغناطیسی را در منحنی ایجاد می‌کند که دور از مواد می‌باشد و ابر هادی‌ها می‌تواند آنها را به طور کامل ممانعت کنند. (به جز برای یک لایه نازک در سطح).

A ابررسانایی acts as an essentially perfect diamagnetic material when placed in a magnetic field and it excludes the field, and the flux lines avoid the region

خواص دیامغناطیسی مواد[ویرایش]

دیامغناطیس یک پدیدهٔ بسیار کلی است؛ زیرا تمام الکترونهای جفت شده، که شامل الکترونهای یک اتم می‌باشد، همیشه یک سهم ضعیفی را در واکنش مواد ایجاد خواهد کرد بنابراین، برای موادی که هر شکل دیگری از مغناطیس را نشان می‌دهند، (مثل فرومغناطیس یا پارامغناطیس)؛ دیامغناطیس به صورت کامل مقاومت ناپذیر است. مثالهایی که اغلب رفتار مغناطیسی را ارائه می‌دهند، مواد دیامغناطیس یا اجسام دیامغناطیس دیامغناطیسنامیده می‌شوند. موادی که دیامغناطیس (دیا مگنتیک) گفته می‌شوند، آن‌هایی هستند که معمولاً باید ون فیزیک دانان «بدون مغناطیس» بررسی می‌شوند که شامل آپ، چوب، اغلب ترکیبات زیستی مثل نفت خام و اغلب پلاستیک‌ها و اکثر فلزات که شامل مس یا اکثر الکترونهای هسته‌ای (مرکزی) مثل جیوه، طلا، یا بیسموت می‌باشند. دیامغناطیس‌هایی از قطعات مولکولی گوناگونی که مقدارهای ثابت پاسکال نامیده می‌شوند. مواد دیامغناطیس یک نفوذپذیری مغناطیس وابسته‌ای را دارد که کمتر از ۱ است. ینابراین، یک قابلیت مغناطیس پذیری دارد که کمتر از ۰ است و نیز بامیدان‌های مغناطیس دفع می‌شوند. بنابراین، دیامغناطیس یک خاصیت ضعیف است که تأثیرات آن در هر روز قابل مشاهده نمی‌باشد. برای مثال، قابلیت مغناطیس پذیری دیامغناطیس‌ها مثل آب \ \chi_{v} = −9.05×1۰−6 است. اغلب مواد دیامغناطیس قوی، بیسوت است با \ \chi_{v} = −۱٫۶۶×۱۰−4 است. گرافیت R/rolytic ممکن است یک قابلیت \ \chi_{v} = −۴٫۰۰×۱۰−۴ را در یک هواپیما داشته باشد. مگر اینکه، این مقادیر به ترتیب مغناطیس‌های کوچک تر از مغناطیس را که با پارامغناطیس و فرومغناطیس ارائه می‌شوند مرتب شوند. نفوذپذیری ممکن است برای دیامغناطیس‌های کامل و صحیح (\ \chi_{v} = −۱)بررسی شود، از این رو آنها تمام میدان‌ها را از درون آنها به علت تأثیر مایسنر (Meissner) بیرون نماید. بنابراین این اثر به علت جریانات سرگردان رخ نمی‌دهد. (مقاله نفوذپذیری را ببینید). به علاوه، تمام رساناها یک دیامغناطیس مؤثر را ارائه می‌دهند زمانیکه آنها یک تغییر میدان مغناطیسی را تجربه می‌کند. نیروی Lorentz در الکترونها، باعث می‌شود که آنها در گردش اطراف جریانات سرگردان شکل گیرد. جریانات سرگردان سپس یک میدان مغناطیسی القاء شده را ایجاد می‌کند که مخالف میدان به کار گرفته شده می‌باشد.

A live frog levitates inside a 32 mm diameter vertical bore of a Bitter solenoid in a magnetic field of about ۱۶ teslas at the Nijmegen High Field Magnet Laboratory. [http://www.ru.nl/hfml/research/levitation/diamagnetic/ Various videos

تاریخچه[ویرایش]

در سال ۱۷۷۸، S . J . Bergmau، اولین فرد بود مشاهده نمود که بیسموت وانتیمون توسط میدانهای مغناطیسی رفع می‌شدند. بنابراین، اصطلاح « دیامغناطیس » توسط میشل فردی در سپتامبر سال ۱۸۴۵ ابداع شد، زمانیکه فهمید که تمام مواد در طبیعت، شکل واکنش دیامغناطیسی را در یک میدان مغناطیس به کار گرفته شده را دارا هستند.

اثبات تجربی دیامغناطیس[ویرایش]

انحنا سطوح آب[ویرایش]

اگر یک آهن ربای قوی (مثل چند آهن ربا) با یک لایه‌ای از آب پوشش داده شود (که در مقایسه با قطر آهن ربا به باریک دست) سپس میدان آهن ربا، آب را دفع می‌کند. این عامل یک کشش ناچیز در سطح آب است که ممکن است ای انعکاس آن دیده شود.

شناوری دیامغناطیس[ویرایش]

دیامغناطیس‌ها ممکن است در تعادل ثابت در یک میدان مغناطیسی، بدون هیچ مصرف نیرو، شناور بماند. قضیهٔ Earnshaw در جلوگیری و ممانعت احتمال شناور ماندن ثابت مغناطیس، آمده‌است. بنابراین، قضیه Earnshaw تنها برای اشیایی با گشتاورهای مثبت به کار گرفته می‌شود. مثل فرومغناطیس‌ها (که یک گشتاور مثبت پایدار را دارند) و پارامغناطیس‌ها (که شامل یک گشتاور مثبت هستند) این‌ها یه حداکثر میدان جذب می‌شوند، که در فضای آزاد وجود ندارند. دیامغناطیس‌ها (که شامل گشتاور منفی هستند) به حداقل میدان جذب می‌شوند و می‌توانند یک میدان کمی را در فضای آزاد داشته باشند. یک بخش نازکی از گرافیت Pyrolytic، که یک ماده دیامغناطیس قوی غیر معمول است، می‌تواند به صورت ثابت در یک میدان مغناطیسی شناور باشد. این می‌تواند با تمام ترکیباتی در درجه حرارت اتاق انجام شود که یک شناوری بصری مؤثر از دیامغناطیس‌ها را ایجاد نماید. دانشگاه Radboud Nijmegen در Netherland، نتایجی را اجرا نموده‌اند که در کجا آب دیگر مواد، به صورت موفق شناور بودند. یک قورباغه زنده شناور بود. در سپتامبر ۲۰۰۹، آزمایشگاه Propulsiono Jet ناسا در Pasadena کالیفرنیا. اعلام داشت که آنها در شناور نمودن موش‌ها با استفاده از آهن ربای مافوق مادی مؤفق شدند. یک مرحله مهمی بود که موش‌ها از نظر زیستی به انسانها شبیه تر از قورباغه‌ها بودند. آنها امید داشتند که نتایج مطابق با تأثیرات آزمایشگاهی استخوان و ماهیچه‌ها باشد. نتایج اخیر، رشد پروتئین‌ها را بررسی می‌کرد که منتها به روشی بود که با استفاده از آهن رباهای قوی بود که رشد را در چگالی زمین مقایسه شود.

جستارهای وابسته[ویرایش]

میدان مغناطیسی

فرومغناطیس

پارامغناطیس

منابع[ویرایش]

۱. ^ Nave, Carl L.. «Magnetic Properties of Solids». HyperPhysics. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/tables/magprop.html. Retrieved ۲۰۰۸-۱۱-۰ ۲.^ [۱] ۳. ^ Photographs of curving water 4. ^ HFML, Levitation 5. ^ [۲] ۶. ^ Scientists levitate live mice 7. ^ Magnetic gravity trick grows perfect crystals 8. ^ Diamagnetic Levitation

لینک‌های اضافی[ویرایش]