رجب مصطفى
09-07-2010, 09:49 AM
بسم الله الرحمن الرحيم
الحمد لله الذي صدق وعده، ونصر عبده، وأعز جنده، وهزم الأحزاب وحده، والصلاة السلام على من لا نبي بعده، رسوله الذي هدى به الأنام، وكشف به شبهات الأوهام، وعلى آله الطيبين الأطهار، وأصحابه المجاهدين الأبرار، الذين أغاظ الله بهم الكفار، وبسط بهم رحمته في جميع الأقطار
أما بعد:
فهذه مقدمة ونبذة سريعة جداً عن المواد حديدية المغناطيسية ومنحنى التخلف الشهير !
*** ملحوظة هامة جداً ... هذا الموضوع حصري لـ "منتدى الفيزياء التعليمي" فقط، غير ذلك سيكون واضعه سارقاً له !!!
وحتى لا أطُيل عليكم ... مع
المغناطيسية الحديدية
Ferromagnetism
يظهر لخمسة من العناصر (الحديد، الكوبلت، النيكل، الجادولينيوم، والديسبرويوم) ولعدد من السبائك المختلفة من هذه العناصر بعضها مع بعض أو مع عناصر أخرى أثر خاص يسمح للعينة منها أن تحقق درجة عالية من ((توحيد)) المجال المغناطيسي على الرغم من الميل نحو عشوائية الإتجاه الذي تختص به الحركات الحرارية للذرات !
ويظهر في مثل هذه المواد، التي توصف بأنها ""حديدية المغناطيسية ferromagnetics"" (ملحوظة هامة: سُميت بذلك لأن الحديد (ferrum = iron) هو المثال الأكثر شيوعاً وإستخداماً)، شكل خاص من التفاعل يدعي "الربط التبادلي long-range order" بين الذرات، التي تقع بعضها على مقربةٍ من بعض، يعمل على ربط عزومها المغناطيسية متوازيةً معاً في توازن جامد !
هذا الربط التبادلي هو أثر "كمـــي" بحت، لا يمكن تفسيره كلاسيكياً في حين يتم ذلك بنجاح بواسطة ميكانيكا الكم والتي بينت أن هذا التأثير يظهر فقط للعناصر الخمسة المذكورة !
نعود لعناصرنا الخمسة، فإذا رفعت درجة الحرارة فوق قيمة حرجة معينة، تُدعى "درجة حرارة كـوري Curie temperature"، إختفى هذا الترابط التبادلي ((فجأةً)) وأصبحت المواد ببساطة "مواد بارامغناطيسية paramagnetism" !
ويبين الشكل التالي منحنى مغنطة عينة من الحديد ...
http://info.ee.surrey.ac.uk/Workshop/advice/coils/mu/BH_iron.png
وللحصول على مثل هذا المنحنى، نُشكل العينة، المفروض أنها غير ممغنطة في البداية، على هيئة حلقة ثم نلف حولها ملفاً لولبياً مستديراً، كما في الشكل التالي، فتُكوِن بذلك ما يُعرف بـ "حلقة رولاند Rowland ring" !
http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=1158
فإذا مر تيار في الملف، وكان القلب الحديدي غير موجود، فإن مجالاً (وليكن http://latex.codecogs.com/gif.latex?B_%7B0%7D) للحث ينشأ في داخل الملف اللولبي المستدير !
أما إذا كان القلب الحديدي موجود، فإنها تتسبب في أن القيمة الموجودة فعلاً للحث http://latex.codecogs.com/gif.latex?B في الحيز الذي يحتويه الملف اللولبي المستدير تتجاوز http://latex.codecogs.com/gif.latex?B_%7B0%7D بعدد كبير من المرات، لأن ثنائيات القطب الذرية الأولية في القلب ستوحد إتجاهها مع المجال المستخدم http://latex.codecogs.com/gif.latex?B_%7B0%7D ، وتُنشيء بذلك مجال الحث الخاص بها، وهكذا نستطيع أن نكتب:
http://latex.codecogs.com/gif.latex?B=B_%7B0%7D+B_%7Bm%7D
يُتبع ...
الحمد لله الذي صدق وعده، ونصر عبده، وأعز جنده، وهزم الأحزاب وحده، والصلاة السلام على من لا نبي بعده، رسوله الذي هدى به الأنام، وكشف به شبهات الأوهام، وعلى آله الطيبين الأطهار، وأصحابه المجاهدين الأبرار، الذين أغاظ الله بهم الكفار، وبسط بهم رحمته في جميع الأقطار
أما بعد:
فهذه مقدمة ونبذة سريعة جداً عن المواد حديدية المغناطيسية ومنحنى التخلف الشهير !
*** ملحوظة هامة جداً ... هذا الموضوع حصري لـ "منتدى الفيزياء التعليمي" فقط، غير ذلك سيكون واضعه سارقاً له !!!
وحتى لا أطُيل عليكم ... مع
المغناطيسية الحديدية
Ferromagnetism
يظهر لخمسة من العناصر (الحديد، الكوبلت، النيكل، الجادولينيوم، والديسبرويوم) ولعدد من السبائك المختلفة من هذه العناصر بعضها مع بعض أو مع عناصر أخرى أثر خاص يسمح للعينة منها أن تحقق درجة عالية من ((توحيد)) المجال المغناطيسي على الرغم من الميل نحو عشوائية الإتجاه الذي تختص به الحركات الحرارية للذرات !
ويظهر في مثل هذه المواد، التي توصف بأنها ""حديدية المغناطيسية ferromagnetics"" (ملحوظة هامة: سُميت بذلك لأن الحديد (ferrum = iron) هو المثال الأكثر شيوعاً وإستخداماً)، شكل خاص من التفاعل يدعي "الربط التبادلي long-range order" بين الذرات، التي تقع بعضها على مقربةٍ من بعض، يعمل على ربط عزومها المغناطيسية متوازيةً معاً في توازن جامد !
هذا الربط التبادلي هو أثر "كمـــي" بحت، لا يمكن تفسيره كلاسيكياً في حين يتم ذلك بنجاح بواسطة ميكانيكا الكم والتي بينت أن هذا التأثير يظهر فقط للعناصر الخمسة المذكورة !
نعود لعناصرنا الخمسة، فإذا رفعت درجة الحرارة فوق قيمة حرجة معينة، تُدعى "درجة حرارة كـوري Curie temperature"، إختفى هذا الترابط التبادلي ((فجأةً)) وأصبحت المواد ببساطة "مواد بارامغناطيسية paramagnetism" !
ويبين الشكل التالي منحنى مغنطة عينة من الحديد ...
http://info.ee.surrey.ac.uk/Workshop/advice/coils/mu/BH_iron.png
وللحصول على مثل هذا المنحنى، نُشكل العينة، المفروض أنها غير ممغنطة في البداية، على هيئة حلقة ثم نلف حولها ملفاً لولبياً مستديراً، كما في الشكل التالي، فتُكوِن بذلك ما يُعرف بـ "حلقة رولاند Rowland ring" !
http://hazemsakeek.com/up/download.php?img=1158
فإذا مر تيار في الملف، وكان القلب الحديدي غير موجود، فإن مجالاً (وليكن http://latex.codecogs.com/gif.latex?B_%7B0%7D) للحث ينشأ في داخل الملف اللولبي المستدير !
أما إذا كان القلب الحديدي موجود، فإنها تتسبب في أن القيمة الموجودة فعلاً للحث http://latex.codecogs.com/gif.latex?B في الحيز الذي يحتويه الملف اللولبي المستدير تتجاوز http://latex.codecogs.com/gif.latex?B_%7B0%7D بعدد كبير من المرات، لأن ثنائيات القطب الذرية الأولية في القلب ستوحد إتجاهها مع المجال المستخدم http://latex.codecogs.com/gif.latex?B_%7B0%7D ، وتُنشيء بذلك مجال الحث الخاص بها، وهكذا نستطيع أن نكتب:
http://latex.codecogs.com/gif.latex?B=B_%7B0%7D+B_%7Bm%7D
يُتبع ...