 |
 |
 |
|
| |
|
|
 |
ชนิดของสภาวะแม่เหล็ก |
|
|
สนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน กล่าวคือเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านเส้นลวดตัวนำ สนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นรอบ ๆ ลวดตัวนำ และ ในทำนองเดียวกันสภาวะแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในวัสดุก็เกิดขึ้นเนื่องมาจากการหมุนรอบตัวเองของอิเล็กตรอนเอง และ การเคลื่อนที่ รอบ nucleus
|
สภาวะแม่เหล็กแบ่งออกได้หลายลักษณะดังนี้ คือ
1. Diamagnetism
การที่สนามแม่เหล็กจากภายนอกกระทำต่ออะตอมของวัสดุจะทำให้อิเล็กตรอนที่หมุนรอบนิวเครียสของอะตอมเกิดเสียสมดุลเล็กน้อย ซึ่งเป็นผลทำให้เกิดขั้วแม่เหล็กเล็กๆขึ้นในอะตอมขั้วแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนี้จะต้านกับสนามแม่เหล็กภายนอก ซึ่งจากการกระทำดังกล่าวนี้ทำให้เกิดผลของแม่เหล็ก ในทางลบที่เรียกว่า diamagnetism ผลของสภาวะแม่เหล็กแบบ diamagnetism นี้ จะทำให้ค่า magnetic susceptibility เป็นลบเล็กน้อย สภาวะแม่เหล็กแบบ diamagnetism จะเกิดขึ้นได้กับวัสดุทุกชนิด แต่มักจะถูกหักล้างด้วยผลสภาวะแม่เหล็กเชิงบวก อย่างไรก็ตามพฤติกรรม สภาวะแม่เหล็กแบบ diamagnetism จะไม่มีความสำคัญต่องานทางด้านวิศวกรรมเท่าใดนัก
2. Paramagnetism
วัสดุที่สามารถแสดง magnetic susceptibility ในเชิงบวกเล็กน้อยเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็ก จะถูกเรียกว่า paramagnetism และ สภาวะ แม่เหล็กแบบ paramagnetism ของวัสดุจะหายไปเมื่อวัสดุนั้นถูกนำออกจากสนามแม่เหล็ก
วัสดุที่มีสภาวะแม่เหล็กแบบ paramagnetism นี้เกิดขึ้นได้จากการเรียงตัวของ magnetic dipole moments ของอะตอมหรือโมเลกุลของ วัสดุเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็ก ทิศทางของการเรียงตัวของ magnetic dipole moments นี้จะเกิดความไม่เป็นระเบียบมากขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เป็นผลทำให้สภาวะเหล็กแบบ paramagnetism นี้ลดลง
อะตอมของธาตุแทรนซิชัน และ ธาตุ rare earths บางชนิด มักจะมีอิเล็กตรอนภายในที่ไม่มีคู่ (unpaired inner electrons) บรรจุอยู่ที่พลัง งานชั้นใน ด้วยเหตุผลเช่นนี้ธาตุเหล่านี้มักจะก่อให้เกิดผลของแม่เหล็ก แบบ paramagnetic อย่างแรง และ ในบางครั้งอาจจะแสดงสภาวะแม่ เหล็กได้แข็งแรงเช่นเดียวกับวัสดุจำพวก ferromagnetic และ ferrimagnetic
3. Ferromagnetism
ดังที่ได้กล่าวข้างต้นถึง diamagnetism และ paramagnetism จะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นได้เมื่อมีสนามแม่เหล็กภายนอกใส่เข้าไป และ จะยังคง สภาพสภาวะแม่เหล็กนั้นได้ตราบเท่าที่สนามแม่เหล็กนั้นยังคงอยู่ แต่ยังมีสภาพสภาวะแม่เหล็กอีกชนิดหนึ่งซึ่งถูกเรียกว่า ferromagnetism เป็น สภาพสภาวะแม่เหล็กที่สามารถทำให้คงอยู่ได้แม้จะไม่อยู่ในสนามแม่เหล็ก หรือ ทำให้หมดสภาพไปได้โดยต้องการ สภาพสภาวะแม่เหล็กแบบ ferromagnetism จึงมีความสำคัญมากต่องานทางด้านวิศวกรรม วัสดุที่สามารถแสดงสภาพาภาวะแม่เหล็กเช่นนี้ได้ และมีความสำคัญในงาน อุตสาหกรรม ได้แก่ เหล็ก , โคบอลต์ และ นิเกิล นอกจากนี้กาโดไลเนียม ซึงเป็นธาตุจำพวก rare earth ก็ยังสามารถแสดงสมบัติสภาวะ แม่เหล็กแบบ ferromagnetism ได้เช่นกัน ที่อุณหภูมิตำกว่า 16 องศาเซลเซียส
สมบัติสภาวะแม่เหล็กแบบ ferromagnetism ของธาตุแทรนซิชัน พวก Fe , Co , Ni เกิดขึ้นได้เนื่องจากอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ ซึ่งอยู่ ที่ระดับพลังงานชั้นใน เกิดการหมุนรอบตัวเองและจัดเรียงตัวในโครงผลึกส่วนอิเล็กตรอนที่อยู่เป็นคู่ และ หมุนสวนทิศทางกันในระดันพลังงานชั้นใน จะไม่ให้ผลของ magnetic dipole moment
นอกจากนี้อิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอมก็จะไม่แสดงผลของ magnetic dipole moment เช่นกัน เพราะอิเล็กตรอนนั้นเกิด พันธะทางเคมีกับอิเล็กตรอนวงนอกสุดของอะตอมอื่น ดังนั้นจึงอาจกล่าวสรุปได้ว่าอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ที่อยู่ใน ระดับพลังงานชั้นในของอะตอมจะมี บทบาทสำคัญต่อการแสดงภาพสภาวะแม่เหล็ก แบบ ferromagnetism อาทิเช่น Fe , Co และ Ni ที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่อยู่ที่ชั้นระดับพลัง งาน 3d จำนวน 4 , 3 และ 2 ตามลำดับ จึงทำให้ Fe , Co และ Ni สามารถแสดงสมบัติสภาพแม่เหล็กแบบ ferromagnetism ได้
4. Antiferromagnetism
เป็นสภาวะแม่เหล็กอีกชนิดหนึ่งที่เกิดขึ้นกับวัสดุบางชนิด กล่าวคือ magnetic dipoles ของอะตอมของวัสดุที่มีสมบัติเช่นนี้ จะเรียงตัวในทิศ ทางที่ตรงกันข้ามกันเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็ก

รูปที่ 1 แสดงการจัดเรียงตัวของ magnetic dipoles ของ (a) ferromagnetism (b) antiferromagnetism และ (c) ferrimagnetism
วัสดุที่แสดงสมบัติสภาวะแม่เหล็กแบบ antiferromagnetism อาทิเช่น Mn และ Cr เมื่ออยู่ใน สภาพของแข็งที่อุณหภูมิห้อง ซึ่งจะแสดงค่าพลังงานแลกเปลี่ยนเป็นลบ เพราะ a/d < 1.4
5. Ferromagnetism
วัสดุเซรามิกบางชนิดจะประกอบด้วยไอออนต่างชนิดกันซึ่งมี magnetic moments มากน้อยแตกต่างกันไป เมื่อ magnetic moment นั้นมีการจัดเรียงตัวในทิศทางที่ตรงกันข้ามปรากฎว่ามันไม่หักล้างกันหมดแต่ยังจะคงมี magnetic moment สุทธิในทิศทางหนึ่ง จึงทำให้วัสดุ เหล่านี้สามารถแสดงสมบัติสภาวะแม่เหล็กได้ วัสดุเหล่านี้ถูกเรียกว่า ferrites ซึ่งมีด้วยกันหลายชนิด เช่น magnetite , Fe3O4 วัสดุ ferrites จะมีความสามารถในการนำไฟฟ้าตำจึงมักถูกนำไปประยุกต์ใช้ในงานอุตสาหกรรมอิเล้กทรอนิกส์อย่างมาก
|
|
 TEL.: 0-27339071-4 FAX. : 0-27339075 website : http://www.digitalfocus.co.th
|
|
|
 |
HOME | CCTV | DVR | IP CAMERA | METAL DETECTOR | FINGER SCAN | X-RAY
| SITE MAP
รูปภาพ,บทความและข้อความใน web page นี้สงวนลิขสิทธิ์ ตามกฎหมายลิขสิทธิ์
ห้ามนำไปใช้,แก้ไข ,ดัดแปลง เพื่อประโยชน์ในการค้าโดยเด็ดขาด
หรือ ลงใน website ของตน ผู้ใดฝ่าฝืน จะถูกดำเนินคดีทั้งอาญาและแพ่ง
ยกเว้นสถาบันการศึกษา,หน่วยงานราชการ และ บุคคลธรรมดาที่นำไปใช้เพื่อการศึกษา
Copyright
© 2003 Securitythai.com. All Rights reserve.
|
|
|
 |