آهن ربا چگونه کار می کند؟

Submit to FacebookSubmit to Google BookmarksSubmit to TwitterSubmit to LinkedIn
حمیده احمدیان راد
 
در همه جاآهن ربا (مغناطیس) يك شيء عجيب و غريب و موضوع آزمايش هاي في البداهه است. قدرت غير طبيعي آن و پرش پرسر وصدايش به سمت فلزات و تواناييش در محكم چسبيدن به نزديك ترين سطح فلزي ما را به فكر وامي دارد.
Image
براده های آهن، قبل و بعد از این که در معرض میدان مغناطیسی قرار بگیرند

همه ما پايه آهن ربا را مي دانيم. آهن رباها ها فلزات بخصوصي را جذب مي كنند و قطب هاي شمال و جنوب دارند. قطب هاي مخالف همديگر را جذب مي كنند. در حالي كه قطب هاي مشابه همديگر را مي رانند. ميدان هاي مغناطيسي (آهن ربایی) و الكتريكي باهم نسبت دارند و مغناطيس همراه با نيروي جاذبه و نيروهاي اتمي ضعيف و قوي، يكي از چهار نيروي اصلي در جهان است.

اما هيچ يك از اين واقعيات به پرسش هاي اصلي ما درباره آهن ربا پاسخ نمي دهند. مثلاً اين كه واقعاً چه چيزي آهن ربا را به فلزات مشخصي مي چسباند؟ چرا آهن ربا به فلزات ديگر نمي چسبد؟ چرا آهن رباها بسته به وضعيتشان يكديگر را جذب يا دفع مي كنند و چرا آهن رباهاي نئوديميوم neodymium خيلي قوي تر از آهن رباهايي كه بچه ها با آنها بازي مي كنند هستند؟

Image
براده های آهن (راست) در سراسر خطوط میدان مغناطیسی یک آهن ربای نئودیمیوم استوانه ای ردیف شده اند

فهميدن پاسخ اين پرسش ها كمك مي كند تا درباره آهن ربا تعريفي اصولي ارايه دهيم. آهن رباها اشيايي هستند كه ميدان هاي مغناطيسي توليد مي كنند و فلزاتي مثل آهن،‌ نيكل و كبالت را جذب مي كنند. خطوط نيروي ميدان مغناطيسي از قطب شمال آهن ربا خارج مي شود و از قطب جنوبش وارد مي شود. آهن رباهاي سخت يا دايمي ميدان هاي مغناطيسي خودشان را هميشه ايجاد مي كنند. آهن رباهاي نرم يا موقتي ميدان هاي مغناطيسيشان را در  حضور يك ميدان مغناطيسي دیگر و تا مدت زمان كوتاهي بعد از خروج از این ميدان توليد مي كنند. آهن رباهای الکتریکی (آهنی که به وسیله جریان برق خاصیت آهن ربایی پیدا می کند)، ميدان هاي مغناطيسي را تنها موقعي كه الكتريسيته از ميان سيم پيچ سيم عبور مي كند توليدمي كنند.

Image
براده های آهن (راست) در سراسر خطوط میدان مغناطیسی یک آهن ربای نئودیمیوم مکبعی به صف شده اند

تا سال های اخیر همه آهن رباها از عناصر فلزي يا تركيبات فلزي ساخته مي شدند. اين مواد آهن رباهايي با نيروهاي مختلف توليد مي كردند. براي مثال برخی از این آهن رباها عبارتند از:

-آهن رباهاي كرميك Ceramic magnets- مثل آهن رباهايي كه در يخچال و آزمايش هاي علمي مدرسه مورد استفاده قرار مي گيرد، حاوي اكسيد آهن در يك مخلوط كراميك است. بيشتر آهن رباهاي كراميك كه بعضي وقت ها به عنوان آهن رباهاي داراي تركيبات آهن شناخته مي شوند قوي نيستند.

-آهن رباهاي آلنيكو Alnico magnets- از آلومينيوم، نيكل و كبالت ساخته شده ا ند. آنها قوي تر از آهن رباهاي كراميك هستند، اما نه به قوي اي آنهايي كه با يك طبقه از عناصر كه به عنوان فلزات نادر زمين شناخته می شوند، مخلوط شده اند.

-آهن رباهای كبالت سمريوم  Samarium cobalt- آهن هايي هستند که از تركيب كبالت با عنصر نادر زمين كه "سمريوم" است، ساخته شده است. در چند سال گذشته، همچنين دانشمندان پلي مرهاي مغناطيسي يا آهن رباهاي پلی مری magnetic polymers را كشف كرده اند. بعضي از اينها بعضي از اينها قابل خم شدن و با قالب درست کردن هستند. هرچند که بعضي از آنها تنها در دماهاي بي نهايت پايين كار مي كنند و بقيه تنها فلزات خيلي سبك وزن مانند براده آهن را مي گيرند.

تلاش اندكي لازم است تا موادی که نام آنها برده شد خاصيت آهن ربایی پیدا کنند. در بخش بعدي مي بينيم كه چگونه اين اتفاق مي افتد.

منبع: http://science.howstuffworks.com/magnet.htm

Submit to FacebookSubmit to Google BookmarksSubmit to TwitterSubmit to LinkedIn