IMANTATION: NÓ BAO GỒM NHỮNG GÌ, PHƯƠNG PHÁP VÀ VÍ DỤ - VẬT LÝ - 2026

Độ từ hóa hay độ từ hóa là một đại lượng vectơ còn được gọi là cường độ vectơ từ hóa. Nó được ký hiệu là M và được định nghĩa là mômen từ m trên một đơn vị thể tích V. Về mặt toán học, nó được biểu thị như sau:

M = d m / dV

Đơn vị M trong si SI là ampe / mét, giống như những người của từ trường H . Kí hiệu in đậm là để chỉ ra rằng đây là các vectơ và không phải là vô hướng.

Hình 1. Nam châm ferit ở dạng vòng. Nguồn: Wikimedia Commons.

Bây giờ, mômen từ của một vật liệu hoặc chất là biểu hiện của sự chuyển động của các điện tích bên trong nguyên tử, về cơ bản là của điện tử.

Về nguyên tắc, electron bên trong nguyên tử có thể được hình dung như một mạch điện khép kín cực nhỏ, trong khi nó mô tả một quỹ đạo tròn xung quanh hạt nhân. Trên thực tế, electron không hoạt động theo cách này theo mô hình cơ lượng tử của nguyên tử, nhưng nó trùng hợp với điều này về hiệu ứng từ.

Ngoài ra, electron có hiệu ứng spin, tương tự như tự quay. Chuyển động thứ hai này thậm chí còn đóng góp quan trọng hơn vào tổng từ tính của nguyên tử.

Khi một vật liệu được đặt trong một từ trường bên ngoài, mômen từ của cả hai đóng góp sắp xếp và tạo ra một từ trường bên trong vật liệu.

Các phương pháp từ hóa

Từ hóa một vật liệu có nghĩa là tạo cho nó các đặc tính từ tính, tạm thời hoặc vĩnh viễn. Nhưng vật liệu phải phản ứng thích hợp với từ tính để điều này xảy ra, và không phải vật liệu nào cũng vậy.

Tùy thuộc vào tính chất từ ​​của chúng và phản ứng của chúng đối với từ trường bên ngoài chẳng hạn như từ trường của nam châm, vật liệu được phân thành ba nhóm lớn:

-Nghịch từ

- Thuận từ

-Từ từ

Tất cả các vật liệu đều nghịch từ, mà phản ứng của chúng bao gồm một lực đẩy yếu khi được đặt ở giữa một từ trường bên ngoài.

Về phần mình, thuận từ là điển hình của một số chất, chúng chịu một lực hút không quá mạnh đối với trường bên ngoài.

Tuy nhiên, vật liệu sắt từ là những vật liệu có phản ứng từ trường mạnh nhất. Magnetite là một oxit sắt là một nam châm tự nhiên được biết đến từ thời Hy Lạp cổ đại.

Hình 2. Magnetite hoặc đá vôi từ Brazil. Nguồn: Wikimedia Commons.

Các phương pháp từ hóa sẽ được mô tả dưới đây sử dụng các vật liệu có phản ứng từ tính tốt để đạt được hiệu quả mong muốn. Nhưng ở cấp độ hạt nano, thậm chí có thể từ hóa vàng, một kim loại thường không có phản ứng từ tính đáng kể.

Làm thế nào để từ hóa một vật sắt từ?

Trừ khi vật liệu là nam châm tự nhiên, chẳng hạn như một miếng nam châm, nó thường được khử từ hoặc khử từ. Điều này dẫn đến một phân loại vật liệu từ tính khác:

- Cứng , là nam châm vĩnh cửu.

- Mềm hoặc ngọt , mặc dù chúng không phải là nam châm vĩnh cửu, nhưng có phản ứng từ tính tốt.

- Nửa cứng , có tính chất trung gian trong số các đặc tính trên.

Đáp ứng từ của vật liệu sắt từ là do các miền từ được sắp xếp bên trong chúng , các vùng có vectơ từ hóa được sắp xếp ngẫu nhiên.

Điều này dẫn đến các vectơ từ hóa bị hủy bỏ và độ từ hóa thuần bằng không. Vì lý do này, để tạo ra từ hóa, các vectơ từ hóa phải được căn chỉnh, cố định hoặc ít nhất là trong một thời gian. Bằng cách này, vật liệu được từ hóa.

Có một số cách để đạt được điều này, ví dụ như bằng cách từ hóa cảm ứng, tiếp xúc, cọ xát, làm mát và thậm chí va chạm vào vật thể, như được trình bày chi tiết bên dưới.

Ví dụ

Phương pháp từ hóa được lựa chọn phụ thuộc vào vật liệu và mục tiêu của quy trình.

Nam châm nhân tạo có thể được tạo ra cho nhiều chức năng khác nhau. Ngày nay nam châm được từ hóa công nghiệp, theo một quy trình rất cẩn thận.

Từ hóa cảm ứng

Bằng phương pháp này, vật liệu cần từ hóa được đặt ở giữa một từ trường cường độ cao, chẳng hạn như từ trường của một nam châm điện mạnh. Bằng cách này, các miền và từ hóa tương ứng của chúng được căn chỉnh ngay lập tức với trường bên ngoài. Và kết quả là vật liệu bị nhiễm từ.

Tùy thuộc vào vật liệu, nó có thể giữ lại độ từ hóa do đó thu được vĩnh viễn, hoặc nó có thể mất đi ngay khi trường bên ngoài biến mất.

Từ hóa cọ xát

Phương pháp này yêu cầu cọ xát một đầu của vật liệu được nhiễm từ với cực của nam châm. Nó phải được thực hiện theo cùng một hướng, để theo cách này, khu vực bị cọ xát có được cực ngược lại.

Điều này tạo ra một hiệu ứng từ, theo cách mà ở đầu kia của vật liệu, một cực từ trái ngược được tạo ra, dẫn đến chất này bị nhiễm từ.

Tiếp xúc từ hóa

Trong từ hoá tiếp xúc, vật cần nhiễm từ phải tiếp xúc trực tiếp với nam châm thì vật đó mới có từ hoá. Sự liên kết của các miền trong vật thể được từ hóa xảy ra như một hiệu ứng tầng, nhanh chóng từ đầu này tiếp xúc với đầu kia.

Một ví dụ điển hình của từ hóa tiếp xúc là gắn một kẹp vào một nam châm vĩnh cửu, và nam châm sẽ vẫn nhiễm từ, hút các kẹp khác để tạo thành một chuỗi. Nó cũng hoạt động với tiền xu niken, đinh và các mảnh sắt.

Nhưng một khi chiếc kẹp, chiếc đinh hoặc đồng xu đầu tiên được lấy ra khỏi nam châm, từ tính của những cái khác sẽ biến mất, trừ khi nó là một nam châm thực sự mạnh có khả năng tạo ra từ tính vĩnh cửu.

Phương pháp điện từ hóa

Vật liệu bị nhiễm từ được quấn trong dây dẫn điện có dòng điện chạy qua. Dòng điện không gì khác hơn là một điện tích chuyển động tạo ra từ trường. Trường này có nhiệm vụ từ hóa vật liệu được đặt bên trong và tác dụng là làm tăng đáng kể trường thu được.

Các nam châm được tạo ra như vậy có thể được kích hoạt và vô hiệu hóa theo ý muốn, chỉ cần ngắt kết nối mạch điện, ngoài ra thực tế là sức mạnh của nam châm có thể được thay đổi bằng cách cho dòng điện đi qua nhiều hơn hoặc ít hơn. Chúng được gọi là nam châm điện và với chúng, bạn có thể dễ dàng di chuyển các vật nặng hoặc tách từ tính khỏi các vật liệu phi từ tính.

Từ hóa bằng một cú đánh

Một thanh sắt hoặc thậm chí một tủ hồ sơ kim loại có thể bị nhiễm từ bằng cách đặt nó vào bên trong trong một từ trường. Ở một số địa phương, từ trường Trái đất đủ mạnh để đạt được hiệu ứng này. Một thanh sắt đập xuống đất theo phương thẳng đứng có thể bị nhiễm từ vì từ trường của Trái đất có thành phần thẳng đứng.

Từ hóa được kiểm tra bằng la bàn được đặt trên đầu thanh. Đối với tủ đựng hồ sơ, việc đóng mở các ngăn kéo cần đủ quyết tâm.

Một cú đánh cũng có thể khử từ một nam châm, vì nó phá hủy trật tự của các miền từ tính bên trong vật liệu. Nhiệt cũng có tác dụng tương tự.

Từ hóa bằng cách làm mát

Có những chất như lavas bazan trong lòng Trái đất, khi nguội đi trong sự có mặt của từ trường, vẫn giữ được từ tính của trường nói trên. Việc kiểm tra các loại chất này là bằng chứng cho thấy từ trường Trái đất đã thay đổi định hướng kể từ khi Trái đất được tạo ra.

Người giới thiệu

1. Figueroa, D. (2005). Loạt bài: Vật lý cho Khoa học và Kỹ thuật. Tập 6. Điện từ học. Biên tập bởi Douglas Figueroa (USB).
2. Hewitt, Paul. 2012. Khoa học Vật lý Khái niệm. 5 ^ngày . Ed. Pearson.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Vật lý: Cái nhìn về thế giới. 6 ^ta Viết tắt Chỉnh sửa. Học Cengage
4. Luna, M. Bạn có biết rằng vàng có thể là một nam châm không? Đã khôi phục từ: elmundo.es.
5. Ti Pháo binh, B. 2012. Khoa học vật lý. Đồi McGraw.