תוֹכֶן
- TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
- Ferrimagnetism and the First Compass
- פרומגנטיות: מגנטים קבועים חזקים
- ההבדל הראשון: טמפרטורת הקארי
- ההבדל השני: יישור דומיינים מגנטיים
Ferromagnetism ו- ferrimagnetism הן שתי צורות של מגנטיות, הכוח המוכר שמושך או דוחה מתכות מסוימות וחפצים ממגנטיים. ההבדלים בין שני המאפיינים מתרחשים בקנה מידה מיקרוסקופי ומוצאים דיון מועט מחוץ לכיתה או למעבדת מדע. Ferromagnets and ferrimagnets הם חזקים יחסית בהשוואה לסוגים אחרים של מגנטים, והם מילאו תפקידים משמעותיים בהיסטוריה האנושית.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
למגנטים העשויים ממגנטיט, חומר ferrimagnetic, יש שדות מגנטיים חלשים בהרבה מאלו העשויים ברזל וניקל שהם פרומגנטיים.
Ferrimagnetism and the First Compass
Ferrimagnetism מתרחשת בתחמוצת ברזל הנקראת מגנטיט, עם הנוסחה הכימית Fe3O4. המינרל הוא משמעותי מבחינה היסטורית מכיוון שלפני המילניום, בני אדם גילו כי אבן מגנטיט טבעית תמיד הצביעה צפונה כאשר צפה במים, מה שהפך את המצפן הניווט הראשון. המגנטיות היא תוצאה של יישור אזורים זעירים בחומר שנקרא "תחומים מגנטיים" בחומר. עבור ferrimagnetism, תחומים מגנטיים שכנים שוכנים בכיוונים הפוכים. בדרך כלל, הסדר ההפוך מבטל את השדה המגנטי הכולל של אובייקט; עם זאת, במעבדה, הבדלים קטנים בין תחומים שכנים מאפשרים שדה מגנטי.
פרומגנטיות: מגנטים קבועים חזקים
פרומגנטיות מתרחשת בכמה אלמנטים כמו ברזל, ניקל וקובלט. באלמנטים אלה התחומים המגנטיים מתיישרים באותו כיוון ומקבילים זה לזה ליצירת מגנטים קבועים חזקים. לאחרונה נמצא כי אלמנטים אדירים נדירים כמו ניאודימיום מעצימים מאוד פרומגנטיות, וכתוצאה מכך מגנטים קבועים חזקים וקומפקטיים.
ההבדל הראשון: טמפרטורת הקארי
עצמים הופכים לממגנטים כאשר מספר גדול של תחומים מגנטיים מיקרוסקופיים מתיישרים באופן כזה ששדות המגנטיים הזעירים שלהם נפרדים זה לזה ויוצרים שדה גדול יותר. עם זאת, בטמפרטורות גבוהות האטומים באובייקט רוטטים ומתעצבים חזק, ומערבלים את היישור ומחוסלים את השדה המגנטי. מדענים קוראים לטמפרטורה בה זה מתרחש נקודת הקארי, או טמפרטורת הקארי. באופן כללי, לחומרים פרומגנטיים, שהם בדרך כלל מתכות או סגסוגות של מתכות, יש טמפרטורות קארי גבוהות יותר מחומרים ferrimagnetic. לדוגמא, המתכת הפרומגנטית, קובלט, טמפרטורת הקארי היא 1,131 מעלות צלזיוס (2,068 F) לעומת 580 מעלות צלזיוס (1,076 F) למגנטיט, שהוא פרימגנט.
ההבדל השני: יישור דומיינים מגנטיים
חלק מהתחומים המגנטיים בחומר ferrimagnetic מצביעים באותו כיוון וחלקם בכיוון ההפוך. עם זאת, בפרומגנטיות כולם מצביעים על אותו כיוון. אם כן, לפרומגנט ולפרגמנט בגודל זהה, ככל הנראה, שדה מגנטי חזק יותר.