Hva er bildebehandling?

den magnetisering, også kalt magnetisering eller magnetisk polarisasjon, er tettheten av magnetiske dipolmomenter som er indusert i et magnetisk materiale når de er plassert nær en magnet.

De magnetiske effekter av et materiale kan også induseres ved å sende en elektrisk strøm gjennom materialet.

Den magnetiske effekten er forårsaket av bevegelse av elektroner i atomer, eller spinn av elektroner eller kjerner (magnetisering og magnetisk intensitet, 2016).

Sett fra et enkelt synspunkt er det omdannelse av et materiale (vanligvis jern) til en magnet. Navnet magnetisering kommer fra det franske ordet aimantation som oversetter til magnet.

Når det plasseres i et inhomogent felt, blir saken tiltrukket eller avstått i retning av feltgradienten. Denne egenskapen er beskrevet av materiellets magnetiske følsomhet og avhenger av graden av magnetisering av saken i feltet.

Magnetisering avhenger av størrelsen på dipolmomentene i atomene i et stoff og i hvilken grad dipolmomentene er rettet mot hverandre.

Visse materialer, som jern, utviser meget sterke magnetiske egenskaper, på grunn av tilpasningen av de magnetiske øyeblikkene av deres atomer innenfor bestemte små regioner kalt domener.

Under normale forhold har forskjellige domener felt som avbryter hverandre, men de kan også justeres for å produsere ekstremt store magnetfelt.

Flere legeringer, som NdFeB (en legering av neodym, jern og bor), holder domenene på linje og brukes til å lage permanente magneter.

Det sterke magnetfeltet som produseres av en typisk tre millimeter tykk magnet på dette materialet, er sammenlignbar med en elektromagnet laget av en kobbersløyfe med en strøm på flere tusen ampere. Til sammenligning er strømmen i en typisk lyspære 0,5 ampere.

Siden justeringen av domenene til et materiale produserer en magnet, ødelegger uorganiseringen av den bestilte justeringen de magnetiske egenskapene til materialet.

Den termiske agitasjonen som oppstår ved oppvarming av en magnet ved høy temperatur ødelegger dens magnetiske egenskaper (Edwin Kashy, 2017).

Definisjon og egenskaper av magnetisering

Magnetiseringen eller magnetiseringen M av en dielektrisk defineres av:

Hvor N er antall magnetiske dipoler per volumenhet og μ er dipolmagnetisk moment per dipol (Griffiths, 1998). Magnetiseringen kan også skrives som:

Hvor β er magnetiserbarheten.

Effekten av magnetisering er å indusere sammenføyde nåværende tettheter i et materiale

Og en overflatestrøm sluttet seg på overflaten

Hvor er enheten peker utover normal (Weisstein, 2007).

Hvorfor noen materialer kan magnetiseres mens andre ikke kan?

De magnetiske egenskapene til materialene er forbundet med sammenkobling av spinn i deres atomer eller molekyler. Dette er et fenomen av kvantemekanikk.

Elementer som nikkel, jern, kobolt og noen av de sjeldne jordarter (dysprosium, gadolinium) utviser en unik magnetisk oppførsel kalt ferromagnetisme, jern er det vanligste og mest dramatiske eksempelet.

Disse ferromagnetiske materialene presenterer et fenomen av lang rekkeviddebestilling på atomnivå som forårsaker at spinnene til upparede elektroner skal justeres parallelt med hverandre i et område som kalles domenet.

Innenfor domenet er magnetfeltet intenst, men i en bulkprøve vil materialet ikke normalt magnetisere fordi de mange domenene vil være tilfeldig orientert i forhold til hverandre.

Ferromagnetismen manifesteres i det faktum at et lite magnetisk felt pålagt eksternt, si fra en magnetventil, kan føre til at de magnetiske domenene retter seg mot hverandre, og det sies at materialet er magnetisert.

Det magnetiske kjørefeltet vil da økes med en stor faktor som normalt uttrykkes som en relativ permeabilitet for materialet. Det er mange praktiske anvendelser av ferromagnetiske materialer, slik som elektromagneten (Ferromagnetism, S.F.).

Siden 1950, og spesielt siden 1960, har det blitt oppdaget at flere ionisk bundet forbindelser er ferromagnetiske, hvorav noen er elektriske isolatorer. Andre har en konduktivitet som er typisk for halvledere.

Over Curie-punktet (også kalt Curie-temperatur) forsvinner den spontane magnetiseringen av det ferromagnetiske materialet og blir paramagnetisk (det vil si fortsatt svakt magnetisk).

Dette skjer fordi den termiske energien er tilstrekkelig til å overvinne kreftene til innvendig justering av materialet.

Curie temperaturer for noen viktige ferromagnetiske materialer er: jern, 1043 K; Kobolt, 1394 K; Nikkel, 631 K; Og gadolinium, 293 K (Encyclopædia Britannica, 2014).

Materialer som ikke har magnetiske egenskaper kalles diamagnetiske. Dette skyldes at de utviser en spinnparing i deres molekylære orbitale orbitale orbitaler.

Måter å magnetisere et materiale

1- Gni et metall med en sterk magnet

1. Samle de nødvendige materialene. For å magnetisere metall med denne metoden trenger du bare en sterk magnet og et metallstykke med kjent jerninnhold. Metaller uten jern vil ikke være magnetiske.
2. Identifiser nordpolen av magneten. Hver magnet har to poler, en nord og en sydpol. Nordpolen er den negative siden, mens sørpolen er den positive siden. Noen magneter har polene merket direkte på dem.
3. Gni nordpolen fra midten av metallet til enden. Med fast trykk, kjør du raskt magneten gjennom metallstykket. Handlingen med å gni magneten gjennom metallet hjelper jernatomer til å justere i en retning. Gjentatt strøk metallet gir atomer mer mulighet til å stille opp.
4. Test magnetismen. Berør metallet mot en haug med klips eller prøv å stikke den til kjøleskapet ditt. Hvis klipsene stikker eller blir i kjøleskapet, har metallet blitt tilstrekkelig magnetisert. Hvis metallet ikke magnetiserer, fortsett å gni magneten i samme retning gjennom metallet.
5. Fortsett å gni magneten mot objektet for å øke magnetismen. Sørg for å gni magneten i samme retning hver gang. Etter ti slag, kontroller magnetismen. Gjenta til magneten er sterk nok til å hente klippene. Hvis du gni det i motsatt retning med Nordpolen, vil det virkelig demagnetisere metallet (How to Magnetize Metal, S.F.).

2- Opprett en elektromagnet

1. For å fremstille en elektromagnet behøver en isolert kobbertråd, et metallstykke kjent jerninneholdende et 12 volts batteri (eller annen strømkilde DC), separatorer og elektro trådkuttere og elektriske bånd.
2. Fest den isolerte ledningen rundt metallstykket. Ta ledningen og la en hale om en tomme, vikle ledningen rundt metallet et par dusin ganger. Jo flere ganger spolen er innpakket, desto sterkere blir magneten. La en hale på den andre enden av ledningen også.
3. Fjern endene av kobbertråd. Bruk wire shredders, fjern minst ¼ tommer til ½ tommers fra begge ender av ledningen. Kobberet må være eksponert slik at det kan komme i kontakt med strømforsyningen og gi strøm til systemet.
4. Koble kablene til batteriet. Ta en ledig ende av ledningen og pakk den rundt batteriets negative terminal. Ved hjelp av et elektrisk tape, sett det på plass og sørg for at metalltråden berører terminalkabelen. Med den andre kabelen, sett den inn og fest den rundt den positive kontakten på batteriet.
5. Test magnetismen. Når batteriet er riktig tilkoblet, vil det gi en elektrisk strøm som får jernatomer til å stanse opp og skape magnetiske poler. Dette fører til metallet som er magnetisert. Berør metallet mot noen klipp og se om du kan plukke dem opp (Ludic Science, 2015).

referanser

1. Edwin Kashy, S. B. (2017, 25. januar). magnetisme. Gjenopprettet fra britannica.com.
2. Encyclopædia Britannica. (2014, 2. mars). ferromagnetism. Gjenopprettet fra britannica.com.
3. ferromagnetism. (S.F.). Hentet fra hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
4. Griffiths, D.J. (1998). Introduksjon til elektrodynamikk, tredje ed ... Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.
5. Slik magnetiserer du metall. (S.F.). Hentet fra wikihow.com.
6. Ludic Science. (2015, 8. mai). Magnetisering med elektrisitet. Gjenopprettet fra youtube.
7. Magnetisering og magnetisk intensitet. (2016, 6. oktober). Hentet fra byjus.com.
8. Weisstein, E. W. (2007). magnetisering. Hentet fra scienceworld.wolfram.com.