مغناطیس

خاصیت مغناطیسی ویژگی است که به جز در آهن ربا در برخی از مواد طبیعی مانند سنگ آهن مغناطیسی (مگنتیت) نیز وجود دارد.

مواد مغناطیسی : به موادی مانند آهن،نیکل،کبالت و بعضی از آلیاژهای آنها مانند فولادکه به شدت جذب آهن ربا می شوند،مواد مغناطیسی می گوییم. مواد غیر مغناطیسی : به موادی که آهن ربا بر روی آن ها تاثیری ندارد،مواد غیر مغناطیسی گفته می شود.مانند فویل آلومینیوم ،میله مسی،کاغذ،شیشه،پلاستیک و ... .

نیروی مغناطیسی: یک آهنربا به آهنربای دیگر یا مادههای مغناطیس اطراف خود مانند آهن ،فوالد، نیکل و کبالت نیرو وارد میکند، که به آن نیروی مغناطیسی میگویند.

مواد مغناطیسی به دو دسته فرومغناطیس نرم و فرومغناطیس سخت تقسیم میشوند. فرومغناطیس نرم : اگر موادی مانند آهن،نیکل و کبالت به صورت خالص در یک میدان مغناطیسی قرار گیرند به سرعت آهن ربا می شوند ا،ما به سرعت نیز خاصیت مغناطیسی خود را از دست میدهند مانند آهن.از این مواد برای ساختن آهنرباهای موقتی مانند آهنربای الکتریکی استفاده میشود. مواد فرومغناطیس سخت: این مواد دیر آهنربا میشوند و دیر هم خاصیت خود را از دست میدهند.به همین دلیل برای ساختن آهنربای دائمی از آنها استفاده میشود مانند فولاد.

قطب های آهن ربا: به دو ناحیه از هر آهنربا که خاصیت آهنربایی آن از سایر نقاط بیشتر است ،قطب آهنربا میگویند.آهنربا به شکلهای مختلف وجود دارند.

تعیین قطبهای نامعلوم یک آهنربا به چند روش انجام می شود: روش اول استفاده ازخاصیت مغناطیسی زمین:یک آهنربا را از جایی دور از اجسام آهنی آزادانه ازریسمانی آویزان کنید. قطبی که رو به شمال زمین میایستد قطب N (شمال یاب) وقطب دیگرقطب S(جنوب یاب) می باشد. روش دوم استفاده از یک آهن ربای معلوم:آن را به یک آهن ربای نامشخص نزدیک می کنیم.قطب های هم نام یکدیگر را دفع و غیر همنام یکدیگر را جذب می کنند.

البته در روش دوم هر دو آهنربا باید خاصیت آهن ربایی یکسانی داشته باشند. گاهی اوقات دو قطب هم نام آهن ربا هم میتوانند یکدیگر را جذب کنند.البته به این صورت که یک آهن ربا بسیار قوی و آهن ربای دیگر بسیار ضعیف باشد اگر دو قطب هم نام کنار هم قرار گیرند در اثر خاصیت مغناطیسی آهنربای قویتر و در نتیجه القا جای قطبها در آهن ربای ضعیف تر عوض شده و دو آهن ربا همدیگر را جذب می کنند .بنابراین همیشه برای تشخیص قطب های یک آهن ربای نا معلوم از خاصیت دفع استفاده می کنیم تا دچار خطا نشویم.

دلیل اینکه در همه آهن ربا ها در سطح زمین،قطب N به سمت شمال و قطب S به سمت جنوب می ایستد این است که کره زمین خود یک آهن ربای بسیار بزرگ با میدان مغناطیسی است که به دلیل وجود هسته بیرونی و مذاب از جنس آهن و نیکل در مرکز زمین این میدان مغناطیسی به وجود آمده است.خاصیت مغناطیسی در اطراف زمین به شکلی است که انگار در مرکز زمین یک آهنربای فرضی وجود دارد که قطب S آن در نزدیکی قطب شمال جغرافیایی کره زمین و قطب N آن در نزدیکی قطب جنوب جغرافیایی کره زمین قرار دارد یعنی شمال و جنوب آهنربای داخل زمین ،برعکس شمال و جنوب جغرافیایی است.

برای اینکه یک قطعه آهن را از آهن ربا تشخیص دهیم میتوان به روشهای مختلف این کار را انجام داد: روش اول:آهن یا آهن ربا را بر روی یونولیت قرار داده وبر روی آب شناور میسازیم هر کدام که چرخید و در جهت شمال و جنوب جغرافیایی زمین قرار گرفت آهن رباست. روش دوم:آهن ربای معلومی را به آنها نزدیک میکنیم.اگر از هر دو طرف جذب کرد پس قطعه آهنی است ولی اگر از یک طرف جذب کرد و از طرف دیگر دفع کرد حتماً آهنرباست.

دو میله از نظر ظاهری کامالً شبیه به هم بوده و یکی آهن و دیگری آهنربا می باشد.اینگونه میتوانیم بدون استفاده از هیچ وسیله دیگری تشخیص دهیم که کدام یک از آنها آهن و کدام یک آهن رباست:مطابق شکل میله Bرا بر روی میلهA میکشیم .اگر در همه نقاط جذب یکسان بود، Bآهن ربا Aآهن است.اگر در دو سر جذب زیاد و در وسط جذب بسیار ضعیف بود، Bآهن وA آهن رباست.در آهن ربای میله ای خاصیت مغناطیسی در وسط آهنربا بسیار ضعیف است.

هر قدر آهن ربا به تکه های کوچکتری شکسته شوند باز هم هر تکه دارای دوقطب N وS میباشد و حتی کوچکترین ذرههای یک آهنربا یعنی اتمهای آن نیز قطبN وSدارندکه به آن دو قطبی مغناطیسی گفته می شود.در واقع آهن ربا از تعداد زیادی دو قطبی مغناطیسی تشکیل شده است که تا حد زیادی هم راستا و هم جهت هستند هر دو قطبی مغناطیسی را با یک فلش که از Sبه Nکشیده میشود نمایش میدهیم.

قطب های مغناطیسی N و S را نمی توان از هم جدا کرد.به عبارت دیگر قطب N هرگز بدون حضور قطب S وجود ندارند و برعکس.به عبارت دیگر،در طبیعت تک قطبی مغناطیسی نداریم.