تصنيف المواد المغناطيسية

التأثيرية المغناطيسية أو القابلية المغناطيسية:-

التأثيرية المغناطيسية هي نسبة المغناطيسية أو العزم المغناطيسي إلى المجال المغناطيسي المؤثر. وهي مقياس لسهولة مغنطة المادة . ويرمز لها بالرمز
(X) وهو حرف إغريقي يلفظ ( كاي ) .
والتأثيرية المغناطيسية لا تعتمد على شدة المجال المغناطيسي المسلط فحسب بل تعتمد على عدة عوامل منها التركيب المغناطيسي للمادة ودرجة الحرارة.
تتوزع قيم التأثيرية المغناطيسية على مدى واسع يتراوح من10-6 للمواد الضعيفة المغناطيسية غالى حوالي 106 أو أكثر للمواد ذات القوية المغناطيسية .

ترتبط المغناطيسية (M) بالمجال الممغنط (H) من خلال العلاقة الآتية :-

.

/ تمثل قيمة التأثيرية المغناطيسية .X



والعلاقة بين المغناطيسية (M) وشدة المجال المغناطيسي (H) هي علاقة غير خطية .




…………………….(1)

وبالتعويض من المعادلة (6) في المعادلة (8) ينتج :-






……………………..(2)



،،

حيث ( ?) هي نفاذية الوسط ، (?0 ) نفاذية الفراغ ، (?r ) النفاذية النسبية .

(3) ........ ..... B
بما ان :-

في حالة الفراغ فإن ( ( ?r = 1 وبالتالي ( X = 0)

وقد وجد إن هناك علاقة بين التأثيرية المغناطيسية والسماحية النسبية وكالاتي :-


















تصنيف المواد المغناطيسية :-
تصنف المواد المغناطيسية اعتمادا على قيم التأثيرية المغناطيسية وعلاقتها بدرجة الحرارة إلى:-

1- المواد الدايامغناطيسية .
2- المواد البارامغناطيسية .
3- المواد الفيرومغناطيسية.
4- المواد ضدية الفيرومغناطيسية.
5- المواد الأخرى.
المواد الدايامغناطيسية :- Diamagnetic Material

هي المواد التي تميل إلى الابتعاد عن المجال المغناطيسي مهما كان اتجاهه وإذا أتيحت لها حرية الدوران فإنها تجعل أطوال محاورها متعامدة على خطوط المجال المغناطيسي ومن هذه المواد (الغازات الخاملة والبزموث والنحاس وألماس والذهب والسيلكون والفضة والماء والنتروجين والزئبق والهيدروجين).
وان أصل الخاصية الدايامغناطيسية هو الحركة المدارية لالكترونات الأغلفة المشبعة حول النواة والتي تستحدث نتيجة تسليط مجال مغناطيسي مؤثر على المادة إذ إن المجال المغناطيسي الخارجي يحدث تغيرا في حركة الالكترونات وبالتالي إحداث تغير في العزوم المغناطيسية لتلك الالكترونات وهذا يدل على إن هذه الإلكترونات لا تمتلك عزوم مغناطيسية قوية ودائمة بل عزوم مغناطيسية ضعيفة تزول بزوال المجال المغناطيسي المؤثر.
ويلاحظ في حالة المواد الدايامغناطيسية فان خواصها المغناطيسية لا تتاثر بتغير درجة الحرارة .

وتتميز هذا المواد بأن : -
? <1 1- معامل نفاذيتها أقل من الواحد
سالبة لها. المغناطيسية التأثيرية 2-
ذراتها لا تمتلك عزوم مغناطيسية دائمة. 3-
4- لا تتمغنط ، حيث ان العزوم المغناطيسية لها تأخذ اتجاه معاكس للمجال المغناطيسي المؤثر عليها(M تعاكس اتجاه H ).


المواد البارامغناطيسية :- Paramagnetic Material هذه المواد تميل للحركة من المناطق الضعيفة في المجال المغناطيسي إلى المناطق القوية وبمعنى آخر فإنها تنجذب نحو المغناطيس وإذا كانت حرة الدوران اتجهت أطوالها باتجاه يوازي المجال المغناطيسي المؤثر. ومن هذه المواد (الألمنيوم والتنجستين والكالسيوم والصوديوم والأكسجين والتيتانيوم).,
المواد بأن:- .هذه وتتميز
نفاذيتها أكبر من الواحد . معامل ?1-
2- التأثيرية المغناطيسية لها موجبة .
3- تمتلك عزوم مغناطيسية دائمة تأخذ اتجاه موازي للمجال المغناطيسي
.(M نفس اتجاه H)
4-?يمكن مغنطتها حيث أن استجابتها للمغنطة متوسطة.

ويلاحظ إن التأثيرية المغناطيسية تعتمد على درجة الحرارة في حالة المواد البارامغناطيسية إذ نجد أنها تقل كلما ارتفعت درجة الحرارة ( تتناسب عكسيا مع درجة الحرارة ) ويرجع ذلك إلى إن الإثارة الحرارية الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة تعمل على بعثرة اتجاه العزوم المغناطيسية بينما يعمل المجال المغناطيسي على انتظامها في اتجاهه ومن ثم تعاكس الحرارة عملية انتظام العزوم المغناطيسية التي يسببها المجال المغناطيسي.
وفي حالة وجود مجال مغناطيسي ذي قيمة معقولة فان علاقة التأثيرية المغناطيسية مع درجة الحرارة ستكون علاقة خطية .


ويعرف هذا القانون بقانون كوري .
عندما (C) ثابت التناسب أو ثابت كوري .
(T) درجة حرارة المادة.
(X) التأثيرية المغناطيسية .


المواد الفيرومغناطيسية Ferromagnetic Material
وهي المواد التي تمتلك مغناطيسية دائمة والتي تتاثر بالمجال المغناطيسي الأرضي وتنشا الخاصية الفيرومغناطيسية من الالكترونات المنفردة ذات العزم المغناطيسي الدائم او من تراصف هذه العزوم و بقوة وباتجاه واحد .
مثل الحديد والكوبالت والنيكل والتي تمتلك درجات حرارة كوري (1034 k ) ، (1395k) ،(637k) على التوالي ، وان التأثيرية المغناطيسية للمادة في مثل تلك الدرجات الحرارية ( الأعلى من درجة حرارة كوري ) فإنها تتغير مع درجة الحرارة بحسب قانون خاص يدعى قانون كوري – وايز :-

عندما( ) تمثل درجة حرارية موجبة .
و تتحول المواد الفيرومغناطيسية إلى مواد بارا مغناطيسية أذا أصبحت درجة حرارتها أعلى من درجة حرارة كوري وعند تبريدها فإنها سوف ترجع إلى الصفة الفيرومغناطيسية