KAJ JE RELATIVNA PREPUSTNOST? - FIZIČNO - 2026

Relativno prepustnost je merilo sposobnosti za stvarno, prečkanje toku brez izgube funkcije-glede na druge snovi, ki služi kot z referenco. Izračuna se kot razmerje med prepustnostjo preiskovanega materiala in referenčnim materialom. Zato gre za količino, ki nima velikosti.

Na splošno o prepustnosti pomislimo na pretok tekočin, običajno vode. Obstajajo pa tudi drugi elementi, ki lahko prehajajo snovi, na primer magnetna polja. V tem primeru govorimo o magnetni prepustnosti in relativni magnetni prepustnosti.

Nikelj ima visoko relativno magnetno prepustnost, zato kovanci močno oprimejo magnet. Vir: Pixabay.com.

Prepustnost materialov je zelo zanimiva lastnost, ne glede na vrsto toka, ki poteka skozi njih. Zahvaljujoč temu je mogoče predvideti, kako se bodo ti materiali obnašali v zelo različnih okoliščinah.

Na primer, prepustnost tal je zelo pomembna pri gradnji konstrukcij, kot so odtoki, pločniki in drugo. Tudi za pridelke je prepustnost tal pomembna.

Vse življenje prepustnost celičnih membran omogoča, da je celica selektivna, tako da pusti, da potrebne snovi, kot so hranila, preidejo naprej in zavrne druge, ki so lahko škodljive.

Glede relativne magnetne prepustnosti nam daje informacije o odzivu materialov na magnetna polja, ki jih povzročajo magneti ali žive žice. Takšnih elementov je v izobilju tehnologija, ki nas obdaja, zato je vredno raziskati, kakšne učinke imajo na materiale.

Relativna magnetna prepustnost

Zelo zanimiva uporaba elektromagnetnih valov je olajšanje raziskovanja nafte. Temelji na tem, da vemo, koliko je val sposoben prodreti v podzemlje, preden ga oslabi.

To daje dobro predstavo o vrsti kamnin, ki so na določenem mestu, saj ima vsaka kamnina drugačno relativno magnetno prepustnost, odvisno od sestave.

Kot je bilo rečeno na začetku, kadarkoli govorimo o relativni prepustnosti, je treba za izraz "relativno" primerjati zadevno veličino določenega gradiva in referenco drugega, ki služi kot referenca.

To vedno velja, ne glede na to, ali je prepustna za tekočino ali magnetno polje.

Vakuum ima prepustnost, saj elektromagnetni valovi brez težav potujejo tja. Dobro je, da to vzamemo kot referenčno vrednost, če želimo najti relativno magnetno prepustnost katerega koli materiala.

Prepustnost vakuuma ni nič drugega kot znana konstanta zakona Biot-Savart, ki se uporablja za izračun vektorja magnetne indukcije. Njegova vrednost je:

Ta razsežnost opisuje, kako se magnetni odziv medija primerja z odzivom v vakuumu.

Zdaj je lahko relativna magnetna prepustnost enaka 1, manjša od 1 ali večja od 1. To je odvisno od zadevnega materiala in tudi od temperature.

• Očitno je, da če je μ _r = 1, je medij vakuum.
• Če je manjši od 1, je diamagnetni material
• Če je večji od 1, ni pa veliko, je material paramagneten
• In če je veliko večji od 1, je material feromagnetni.

Temperatura igra pomembno vlogo pri magnetni prepustnosti materiala. Dejansko ta vrednost ni vedno konstantna. Ko se temperatura materiala povečuje, postane notranje neurejena, zato se njen magnetni odziv zmanjšuje.

Diamagnetni in paramagnetni materiali

Diamagnetni materiali negativno reagirajo na magnetna polja in jih odbijajo. Michael Faraday (1791–1867) je to lastnost odkril leta 1846, ko je ugotovil, da je košček bizmuta odbil kateri koli od pol magneta.

Magnetno polje magneta nekako povzroči polje v obratni smeri znotraj bizmuta. Vendar ta lastnost ni izključna za ta element. Vsi materiali ga imajo do neke mere.

Možno je pokazati, da je neto magnetizacija v diamagnetnem materialu odvisna od lastnosti elektrona. In elektron je del atomov katerega koli materiala, tako da imajo lahko vsi v nekem trenutku diamagnetni odziv.

Voda, žlahtni plini, zlato, baker in še marsikaj drugega so diamagnetni materiali.

Po drugi strani imajo paramagnetni materiali nekaj lastne magnetizacije. Zato se lahko na primer pozitivno odzovejo na magnetno polje magneta. Imajo magnetno prepustnost, podobno vrednosti μ _oz .

V bližini magneta lahko tudi sami magnetizirajo in sami postanejo magneti, vendar ta učinek izgine, ko odstranimo pravi magnet iz bližine. Aluminij in magnezij sta primera paramagnetnih materialov.

Resnično magnetni materiali: feromagnetizem

Paramagnetne snovi so v naravi najbolj bogate. Vendar obstajajo materiali, ki jih zlahka privlačijo trajni magneti.

So sposobni sami pridobiti magnetizacijo. To so železo, nikelj, kobalt in redke zemlje, kot sta gadolinij in disprozij. Poleg tega so nekatere zlitine in spojine med temi in drugimi minerali znane kot feromagnetni materiali.

Ta vrsta materiala ima na primer zelo močan magnetni odziv na zunanje magnetno polje, na primer magnet. Zaradi tega se nikeljni kovanci držijo na barskih magnetih. In v zameno se barski magneti držijo hladilnikov.

Relativna magnetna prepustnost feromagnetnih materialov je veliko večja od 1. V notranjosti imajo majhne magnete, imenovane magnetni dipoli. Ko se ti magnetni dipoli poravnajo, povečajo magnetni učinek znotraj feromagnetnih materialov.

Kadar so ti magnetni dipoli v zunanjem polju, se hitro poravnajo z njim in material se prilepi na magnet. Čeprav je zunanje polje potisnjeno, s čimer magnet oddaljujemo, znotraj materiala ostane ostanka magnetiziranja.

Visoke temperature povzročajo notranje motnje v vseh snoveh, kar povzroča tako imenovano "termično vznemirjenje". S toploto magnetni dipoli izgubijo poravnavo in magnetni učinek zbledi.

Temperatura kurije je temperatura, pri kateri magnetni učinek popolnoma izgine iz materiala. Pri tej kritični vrednosti feromagnetne snovi postanejo paramagnetne.

Naprave za shranjevanje podatkov, kot so magnetni trakovi in ​​magnetni spomini, uporabljajo feromagnetizem. Tudi s temi materiali se proizvajajo visokointenzivni magneti z veliko uporabo v raziskavah.

Reference

1. Tipler, P., Mosca G. (2003). Fizika za znanost in tehnologijo, letnik 2. Uredništvo Reverte. Strani 810-821.
2. Zapata, F. (2003). Študija mineralogij, povezanih z olje Guafita 8x, ki pripada polju Guafita (stanje apure), z uporabo meritev Mossbauerjeve magnetne občutljivosti in spektroskopske meritve. Diplomska naloga. Centralna univerza v Venezueli.