XXXXXX Keskkool Xxxxxx 11b AINETE MAGNETILISED OMADUSED Referaat Viimsi 2008 Sisukord 1. Aine magnetiline läbitavus 2. Diamagneetik, Paramagneetik ja Ferromagneetik 3. Ferromagneetik magnetväljas 1. Aine nõrgendab talle mõjuvat välja. Aineosakesed on suutelised tekitama ka magnetvälja. Erinevalt elektriväljast võib aine magnetvälja nii nõrgendada kui ka tugevdada. Magnetvälja tugevnemine tähendab seda, et kehade vahel mõjuvad magnetilised jõud on aines tugevamad kui vaakumis. Nii on see näiteks raua ühendite korral. Seetõttu hakati aine magnetilisi
ja mag lõunapooluse vahelLorentzi jõud-kui vasak käsi asetada nii, et välja- sirutatud sõrmed näitavad pos. Osakesteliikumiskiirust, magnetväli B on suunatud peopessa, siis 90C all väljasirutatud pöial näitab osakesele mõjuva Lorentzi jõu suunda F=qvBsin aAine mag läbitavus näitab mitu x on magjõud aines suurem magjõust vaakumis (jõud aines/jõud vaakumisF0)Ferromagneetik- aine, mis tugevdab palju kordi magnetväljasid ja magneetub kergesti (Fe ja kroom)Paramagneetik-aine, mis õige vähe magneetub ja õige pisut tugevdab magnetvälja (AL ja volfram)Diamagneetik-aine, mis nõrgendab magnetväljasid ja peaaegu ei magneetu (vask ja kuld)Magneetiline infosalvestus-perioodiliselt tekitatakse domeene ja hiljem loetakse neid (kassett) Magneetumine-nähtus, kus keha omandab püsiva magnetvälja Demagneetimine-ferromagneetiku viimine omamagnetvälja täieliku puudumisse seisundissePüsimahnet-keha, mis omab püsivat stabiilset
suunda ja magnetväli on suunatud peopessa, siis väljasirutatud põial näitab juhtmelõigule mõjuva jõu suuna. Lorenzi jõud: FL=BvqsinL Laengut q omavale ja kiirusega v liikuvale osakesele mõjub magnetväljas induktsiooniga B Lorenzi jõud, kus L on nurk osakese liikumissuuna ja magnetvälja suuna vahel. Aine magnetiline läbitavus näitab, kui mitu korda on magnetjõud aines tugevamad jõududest vaakumis. Diamagneetik nõrgendab ja paramagneetik tugevdab veidi talle mõjuvat magnetvälja. Ferromagneetik on aine, mis tugevdab talle mõjuvat magnetvälja tuhandeid kordi. Iseeneslike magneetumise piirkondi ferromagneetikus nim. domeenideks. Domeeni kuuluvad osakesed võivad oma magnetvälja suunda muuta vaid üheskoos.
Superpositsiooniprintsiip selle järgi on kehade süsteemi poolt tekitatud magnetvälja B-vektor Võrdne üksikute kehade B-vektorite summaga. Laengut q omavale ja kiirusega v liikuvale osakesele mõjub mv's indoktsiooniga B Lorentzi jõud F(l) = q v B sin Lorentzi jõud on suunatud alati risti nii liikumise suunaga kui ka mv suunaga. Diamagneetik on aine, mis veidi nõrgendab talle mõjuvat magnetvälja. M läbitavus on veidi väiksem ühest. Kuld, vask, tsink. Paramagneetik on aine, mis veidi tugevdab talle mõjuvat mv. Veidi suurem ühest. Alumiinium Volfram. Ferromagneetik tugevdab talle mõjuvat mv tuhandeid kordi. M läbitavus 10³-4. Raud, koobalt, Nikkel. Ümbermagneetumine on piisavalt tugeva magneetilise välisjõu mõjul doomenide välja eelisssunda muutmine. Ferromagneetiku viimist oma täieliku puudumise seisundisse nim demagneetimiseks. Kui mähise osa on seda pidi siis osast jookseb elekter läbi. Elektrivool vastupäeva.
Sõltub magnetvälja tugevusest ja voolutugevusest juhtmes. Määratakse vasaku käe reegliga. FL=Bqv Parema käe reegel kui rusikasse tõmmatud parema käe väljasirutatud pöial näitab voolu suunda, siis 4 kõverdatud sõrme näitavad selle voolu magnetvälja suunda. Aine magnetiline läbitavus- näitab kui mitu korda on magnetinduktsioon aines suurem magnetinduktsioonist vaakumis. Diamagneetik- nõrgendab pisut talle mõjuvat magnetvälja, Au Ag Cu Paramagneetik- tugevdab veidi talle mõjutav elektrivälja Al W õhk Ferromagneetik- tugevdab talle mõjuvat elektrivälja kuni mitu tuhat korda Fe Co Ni, magnetväljas tekitab tugeva lisavälja. Domeenid säilitavad vähemalt osaliselt oma suunda.
rauamaagi lademetest maakoore all.
Lorentzi jõud näitab jõudu ühe laengukandja kohta.
Vasaku käe reegel- Kui sõrmed on suunatud positiivsete osakest liikumise suunas ja
jõujooned tulevad peopessa, näitab pöial osakesele mõjuva Lorentzi jõu suunda.
Magnetiline läbitavus näitab mitu korda on
magnetinduktsioon aines suurem vaakumist.
Diamagneetik on aine, mis veidi nõrgendab talle mõjuvat magnetvälja B
MAGNETISM Magnetväljaks nimetatakse üksteise suhtes liikuvate laetud kehade vahel esinevat jõuvälja. Magnetvälja põhiomadused: * magnetvälja tekitajaks liikuvad laengud (elektrivool). *magnetväli avaldab mõju liikuvatele laengutele ehk vooluga juhile. Püsimagnet on keha, mida alati ümbritseb magnetväli. Ampere'i seadus: vooluga juhtmelõigule mõjuv jõud F on võrdeline juhet läbiva voolu tugevusega I, juhtmelõigu pikkusega l ning siinusega nurgast , voolu suuna ja magnetvälja suuna vahel. F = B I l sin F juhtmelõigule mõjuv jõud (N) I juhet läbiv voolutugevus (A) B magnetinduktsioon (T) l juhtmelõigu pikkus (m) q laeng * Määrab mangnetväljas vooluga juhil...
osakeste liikumissuunda. 7. Ainete magnetilised omadused: Magnetiline läbitavus µ = F/Fo (kui aines mõjub jõud F ja vaakumis jõud Fo), mida suurem on magnetiline läbitavus seda tugevamad on aines magnetjõud. µ = B/Bo. µ näitab mitu korda on magnetinduktsioon suurem magnetinduktsioonist vaakumis. Aineid liigitatakse: a) Diamagneetik aine mis veidi nõrgendab talle mõjuvat magnetjõudu µ < 1 (kuld, hõbe, vask, tsink) b) Paramagneetik ained mis veidi tugevdavad talle mõjuvat magnetjõudu µ > 1 (alumiinium, volfram) c) Ferromagneerik ained mis tugevdavad talle mõjuvad magnetvälja kuni mitutuhat korda (Fe, Ni, Co) Magnetvälja muutumine aines toimub, sest aineosakesed tekitavad täiendava magnet- välja, mis võib olla ainele väljast mõjuva magnetväljaga vastas- või samasuunaline.
Lorentzi jõud on suunatud alati risti nii liikumise suunaga kui ka magnetvälja suunaga. Kui vasaku käe väljasirutatud sõrmed näitavad positiivselt laetud osakese liikumise suunda ja magnetvälja jõujooned tulevad peopessa, siis väljasirutatud pöial näitab osakesele mõjuva Lorentzi jõu suunda. Aine mgnetiline läbitavus näitab, kui mitu korda on Magnetjõud aines tugevamad jõududest vaakumis. Diamagneetik nõrgendab ja paramagneetik tugevdab veidi talle mõjuvat magnetvälja. Ferromagneetik on aine, mis tugevdab talle mòjuvat magnetvälja tuhandeid kordi. Iseenesliku magneetumise piirkondi ferromagneetikus nimetatakse domeenideks. Domeeni kuuluvad osakesed võivad oma magnetvälja suunda muuta vaid üheskoos. 2. Maa magneetiline lõunapoolus asetseb geograafilise põhjapooluse läheduses. Seetõttu on Maa magnetväli suunatud geograafilises mõttes lõunast põhja
Osakestevaheline On On On vastastikmõju Üks ja sama aine võib olla ühes agregaatolekus ka erinevate omadustega. See tuleneb osakeste paigutuse ja soojusliikumise erinevustest. Sel juhul räägitakse aine faasist, milleks nimetatakse ühesuguse keemilise koosseisu ja füüsikaliste omadustega aine olekut. Aine võib olla tahkes olekus näiteks juht või ülijuht, ferromagneetik või paramagneetik; vedelas olekus näiteks voolav või ülivoolav jne. Ainult gaasilises olekus ei eksisteeri ainel erinevaid faase. Protsessi, kus aine läheb ühest faasist teise, nimetatakse faasisiirdeks. Faasisiirde tunnuseks on aine omaduste oluline muutus. Meie piirdume selliste faasisiirete käsitlemisega, mida nimetatakse agregaatolekute muutusteks. Nende käigus muutub aine osakeste paigutus ja liikumise liik (võnkumine kristallvõres, võbelemine vedelikus, kaootiline liikumine gaasis).
Ferromagneetiku asetamisel välisesse välja mõjutab väline magnetväli ferromagneetiku domeene, domeenid pöörduvad valdavalt ühte suunda, tekib väga tugev lisaväli, mis on välise magnetväljaga samasuunaline. Miks nimetatakse kahe esimese rühma aineid nõrkadeks magneetikuteks, viimaseid tugevateks magneetikuteks? Diamagneetik nõrgendab vähesel määral talle mõjuvat magnetvälja, paramagneetik tugevdab vähesel määral talle mõjuvat magnetvälja, ferromagneetik aga tugevdab talle mõjuvat magnetvälja kuni tuhandeid kordi. 4. Kirjelda väljade superpositsiooni (liitumise) printsiipi kasutades magnetvälja, mis kujuneb keha sees võrreldes väljaga väljaspool keha (välise väljaga) kõigi kolme magneetikute rühma puhul. a) diamagneetikute puhul
Mõjub laetud osakestele risti nii liikumissuuna kui magnetväljaga. F=q*v*B* sin Negatiivse osakese jaoks tuleks kasutada paremat kätt või siis suund vastupidi kui kasutada vasakut kätt. q/m = v/(B*r) Aine magnetiline läbitavus näitab, mitu korda on kahe keha vahel mõjuv magnetjõud suurem jõust vaakumis. Tähis . = F/F0=B/B0 Diamagneetik <1, nõrgendab magnetvälja, aatomi kogumagnetväli on 0, väline magnetväli tekitab nõrga vastuvälja. Nt kuld, hõbe, vask, tsink. Paramagneetik - >1, tugevab veidi magnetvälja, aatomite summaarne magnetväli ei ole 0, välise magnetvälja mõjul üritavad osakesed võtta magnetvälja suunda. Nt alumiinium, volfram, õhk. Ferromagneetik = 103 kuni 104, tugevdab magnetvälja tuhandeid kordi, ühe osakese magnetväli on väga tugev nad mõjutavad üksteist, tekivad iseenesliku magneetumise piirkonnad ehk domeenid, domeeni piires domineerib üks magnetvälja suund, välise
Kruvi sammu määrab äa kiiruse magnetvälja suunaline komponent.Aine magnetiline läbitavus: Aine magnetiline läbitavus näitab, mitu kora on magnetinduktsioon aines suurem magnetinduktsioonist vaakumis. Aine võib tugevdada või nõrgendada magnetvälja. Magnetiliste omaduste põhjal jaotatakse ained: *Diamagneetik aine, mis nõrgendab veidi talle mõjuvad magnetvälja. Nt. hõbe, vask, kuld. Aine magnetiline läbitavus on väiksem 1st.*Paramagneetik aine, mis tugevdab veidi talle mõjuvat magnetvälja. Nt. alumiinium, wolfram, õhk. Aine magnetiline läbitavus suurem 1st*Ferromagneetik aine, mis tugevdab talle mõjuvat magnetvälja tuhandeid kordi. Nt. koobalt, raud, nikkel. Aine magnetiline läbitavus mitmeid kordi suurem 1st. Aine kuuluvus ühte või teise gruppi määrab ära aineosakeste magnetväli. Dia- ja paramagneetiku puhul on tegemist üksiku elektronväljaga. Diamagneetiku moodustavad kaks elektroni paari
Magnetism Magnetväli eksisteerib alati vooluga juhtme ümber Püsimagnet keha, mis säilitab magnetilised omadused pikema aja vältel Magneti poolused kohad, kus magnetiline toime on kõige tugevam Magnetvälja põhiomadused: magnetvälja tekitab elektrivool magnetväli avaldab mõju elektrivoolule Pool dielektrikus südamikule keritud traat Elektromagnet raudsüdamikuga pool Vooluga pooli magnetväljas raudsüdamik magneetub ja sellega magnetväli tugevneb Elektromagnetil on püsimagnetiga võrreldes järgmised eelised: 1) tema magnetvälja tugevust ja suunda saab muuta voolutugevuse suuna muutmise teel 2) voolu välja lülitamisel elektromagneti magnetväli kaob Elektromagnetväli sõltub: voolutugevusest (mida tugevam vool seda tugevam magnetväli) keerdude arvust (mida rohkem keerde seda tugevam magnetväli) Elektromagneti kasutamine: 1) elektromagnetkraana 2) elektrikõlisti ...
Lorentzi jõudu kasutatakse laetud osakeste suunamisel Teaduslikes aparaatides. Ilma Lorentzi jõuta poleks osakeste uurimine võimalik. Magnetväljaga saab laenguid suunata, ei saa laenguid pidurdada ega kiirendada. Elektriga saab kiirendada laenguid. F = FL+FE Lorentzi jõud tööd ei tee, ainult suunab. Kuidas aine/keskkond magnetit mõjutab? Aine nõrgendab alati elektrivälja. F = F0 Magnetismi tekitavad liikuvad laengud. Diamagneetik - < 1 paramagneetik - >1 ferromagneetik - >>>1 (tuhandeid korda suurem) Fe, N, Co FERROMAGNEETIKUD http://what-when-how.com/materialsparts-and-finishes/magnetic-materials-hard-and- soft/ Pehmed muutub ajutiselt magnetiks magnetiseerides Kõvad muutub permanentselt magnetiks magnetiseerides Selle osa peale tuleb arvestustöö________________________________________________ Elektromagneetiline Induktsioon Eesmärk: on leida sügavam seos elektri ja magnetvälja vahel
Ampere seadus , kus B - magnetinduktisoon [1T] Kehtib vasaku käe reegel . (magnetilise induktsiooni jõujooned suunduvad peopessa ja väljasirutatud sõrmed näitavad voolusuunda, siis pöial näitab juhtmele mõjuva ampere jõu suunda) Magnetväli on suunatud põhjapooluse poolt lõunapooluse poole. Homogeenne magnetväli Magnetvälja induktsioonivektorid on ühe suuna ja suurusega. Biot-Savart´i seadus. Para-, dia- ja ferromagneetikud Paramagneetik- nõrgendab elektrivälja; Diamagneetik- tugevdab veidi elektrivälja; Ferromagneetik- tugevdab tuhandekordselt elektrivälja Töö vooluga juhtme liigutamisel magnetväljas ja magnetvoog ???? Magnetvälja tugevus Iseloomustab ainult makrovoolude poolt tekitatud magnetvälja. ⃗ Magnetväljatugevus H antud punktis iseloomustab magnetvälja ruumi mingis punktis ega sõltu keskonna magnetilistest omadustest, vaid ainult
pöördvõrdeline voolu väljaga vaakumis ning ta on ühikuta. Aatomi igal elektronil on orbitaalne magnetiline dipoolmoment ja magnetiline spinn- dipoolmoment, mis liituvad vektoriaalselt. Kui kõigi nende magnetiliste dipoolmomentide summa tekitab magnetvälja, siis on aine magnetiline. Magnetismi on kolm põhiliiki: diamagnetism, paramagnetism, ferromagnetism. Diamagnetism esineb kõikides ainetes, kuid on nii nõrk, et jääb märkamatuks kui aine on samal ajal ka paramagneetik või ferromagneetik. Diamagnetismi korral tekitatakse välise magnetvälja B mõjul aatomis nõrgad dipoolmomendid. Magnetväli kaob kui kaob väline magnetväli. Nimetust diamagneetik kasutatakse nende ainete puhul millel on üksnes diamagnetismi omadused. Paramagnetis esineb ainetes, mis sisaldavad poolmetalle, haruldasi muldmetalle või aktinoide. Selliste ainete igal aatomil on püsiv summaarne magnetiline dipoolmoment. Need
Kuna μ=k +1, siis diamagneetikul μ‹ 1 (tahkisel ja vedelikel 0,99990 kuni 0,999999). Mittehomogeense magnetvälja korral diamagneetik tõukub tugevama välja osast nõrgemasse. Diamagneetikile efekt esineb kõikidel ainetel. Magnetväljas mõjub aatomis liikuvatele elektronidele magnetjõud, selle mõju on ekvivalentne sellise mikrovooluga, mis annab aatomile magnetväljaga vastassuunalise magnetmomendi. Paramagneetikud Paramagneetik magneetub välise välja suunas J(vekt) ↑ ↑ H (vekt) , k›0. 21 J(vekt)=k H(vekt) Paramagneetiku korral magneetiline vastuvõtlikus k on samuti antud ainet iseloomustav konstantne suurus, mis ei sõltu välisest väljast ega magneetumusest /k/=J/H. Magneetumus ja välise välja tugevus on võrdelised. Paramagneetiku magnetiline läbitavus μ › 1. Paramagneetik
? Porkeionisatsioon: laengukandjad omandavad elektrivaljas energia, millest piisab porgetel nende ioniseerimiseks. MAGNETISM. ELEKTROMAGNETILINE INDUKSIOON Liikuvate laetud kehade vahel mojuvad magnetjoud. Magnetvalja joujooned on kinnised koverad, mis valjuvad pohjapooluselt ja sisenevad lounapoolusele, st magnetvali on poorisvali. Ainete jagunemine magnetiliste omaduste jargi: ? diamagneetik norgendab talle mojuvat magnetvalja, keskkonna magnetiline labitavus ? paramagneetik tugevdab veidi talle mojuvat magnetvalja, ferromagneetik tugevdab talle mojuvat magnetvalja kuni mitu tuhat korda, Vastassuunalised voolud toukuvad, samasuunalised voolud tombuvad Ampere'i seadus magnetvaljas asuvale vooluga juhtmeloigule mojuv joud F on vordeline juhtmes esineva voolu tugevusega I; juhtmeloigu pikkusega l; voolu suuna ja magnetvalja suuna vahelise nurga siinusega: Magnetinduktsioon naitab joudu, mis mojub uhikulise vooluga ja uhikulise pikkusega juhtmeloigule
Tundub, et on lihtne vahet teha tahke oleku ja vedela oleku vahel. Aga kas jahu on vedelik või tahke aine? Tal on kõik vedeliku omadused. Üks ja sama aine võib olla ühes agregaatolekus ka erinevate omadustega. See tuleneb osakeste paigutuse ja soojusliikumise erinevustest. Sel juhul räägitakse aine faasist, milleks nimetatakse ühesuguse keemilise koosseisu ja füüsikaliste omadustega aine olekut. Aine võib olla tahkes olekus näiteks juht või ülijuht, ferromagneetik või paramagneetik; vedelas olekus näiteks voolav või ülivoolav jne. Ainult gaasilises olekus ei eksisteeri ainel erinevaid faase. Protsessi, kus aine läheb ühest faasist teise, nimetatakse faasisiirdeks. Faasisiirde tunnuseks on aine omaduste oluline muutus. Meie piirdume selliste faasisiirete käsitlemisega, mida nimetatakse agregaatolekute muutusteks. Nende käigus muutub aine osakeste paigutus ja liikumise liik (võnkumine kristallvõres, võbelemine vedelikus, kaootiline liikumine gaasis)
suunale vastupidine. See nõrgendab summaarset välja, tekitades diamagneetilise efekti, mis on omane kõigile ainetele. Para- ja ferromagnetismi elektronteooria ei seleta. Lähtutakse oletusest, et molekulil võib lisaks elektroonsele olla veel magnetiline omamoment, mis kutsub esile diamagneetikule vastassuunalise magneetumuse. "Omamomendi" suurus sõltub molekuli ehitusest ja võib olla diamagneetilisest suurem või väiksem. Esimesel juhul "jääb peale" omamoment ja aine käitub kui paramagneetik. Kui vastupidi (elektroonne moment suurem molekulaarsest), on tegu diamagneetikuga. Magneetiku ja dielektriku polarisatsiooni erinevus: kuna väli magnetpulga sees on vastassuunaline elektrilise dipooli seesmise väljaga, orienteeruvad "seesmised dipoolid" piki magnetvälja suunda. See tähendab välja tugevnemist -- väli koondub magnetpulga sisse.
Magnetvälja tekitab iga elektron, prooton või neutron oma spini tõttu. Diamagneetikuks nim. Ainet, mille molekuli summaarne magnetväli võrdub nulliga. Diamagneetilises keskkonnas magnetväli nõrgeneb vaevumärgatavalt võrreldes vaakumiga. Paramagneetikuks nim. Ainet mille molekuli summaarne magnetväli mõnevõrra erineb nullist. Välise magnetvälja puudumisel üksikute molekulide summaarsed magnetväljad neutraliseerivad üksteist. Kui paramagneetik asetada välisesse magnetvälja, siis molekulide summaarne magnetväli on suunatud samas sihis esialgse magnetväljaga ja sp tugevneb vaevumärgatavalt. Ferromagneetikuks nim. Ainet, mille molekuli summaarne magnetväli erinev tunduvalt nullist ( raud, nikkel, koobalt). Sellises aines paiknevad molekulid nn domeenide kaupa. Välises magnetväljas orienteeruvad domeenide magnetväljad rohkem välise magnetvälja sihis ja nende mõjul tugevneb magnetväli võrreldes vaakumiga tunduvalt
Tundub, et on lihtne vahet teha tahke oleku ja vedela oleku vahel. Aga kas jahu on vedelik või tahke aine? Tal on kõik vedeliku omadused. Üks ja sama aine võib olla ühes agregaatolekus ka erinevate omadustega. See tuleneb osakeste paigutuse ja soojusliikumise erinevustest. Sel juhul räägitakse aine faasist, milleks nimetatakse ühesuguse keemilise koosseisu ja füüsikaliste omadustega aine olekut. Aine võib olla tahkes olekus näiteks juht või ülijuht, ferromagneetik või paramagneetik; vedelas olekus näiteks voolav või ülivoolav jne. Ainult gaasilises olekus ei eksisteeri ainel erinevaid faase. Protsessi, kus aine läheb ühest faasist teise, nimetatakse faasisiirdeks. Faasisiirde tunnuseks on aine omaduste oluline muutus. Meie piirdume selliste faasisiirete käsitlemisega, mida nimetatakse agregaatolekute muutusteks. Nende käigus muutub aine osakeste paigutus ja liikumise liik (võnkumine kristallvõres, võbelemine vedelikus, kaootiline liikumine gaasis).
klassi. Diamagneetikuks nimetatakse ainet, mille molekuli summaarne magnetväli võrdub nulliga. Diamagneetilises keskkonnas magnetväli nõrgeneb vaevumärgatavalt võrreldes vaakumiga. Paramagneetikuks nimetatakse ainet, mille molekuli summaarne magnetväli mõnevõrra erineb nullist. Välise magnetvälja puudumisel on üksikud molekulid soojusliikumise tõttu orienteeritud kaootiliselt ja üksikute molekulide summaased magnetväljad neutraliseerivad üksteist. Kui aga paramagneetik asetada välisesse magnetvälja, siis tema molekulid orienteeruvad välise magnetvälja mõjul selliselt ümber, et molekulide endi summaarne magnetväli on suunatud samas sihis esialgse magnetväljaga ja sellepärast tugevdab seda vaevumärgatavalt. Ferromagneetikuks nimetatakse ainet, mille molekuli summaarne magnetväli erineb tunduvalt nullist (raud, nikkel, koobalt). Sellises aines paiknevad molekulid nn. domeenide kaupa
annaabi.ee 
