Aniq tabiiy va jismoniy madaniyat

I Bob. Moddaning magnitlanish jarayoni.
1.1.Moddalarning magnit xossalari

Ko‘pgina (masalan, temir, nikel, kobalt kabi) moddalar magnit maydonga kiritilganda yoki ulardan tok o‘tganda magnitlanib qolishi kuzatiladi. Ular magnit kabi atrofida magnit maydonni hosil qiladi. Magnit maydon ta’sirida magnitlanib qoladigan bunday moddalarga magnetiklar deyiladi.

Biz mavzuda g‘altak ichida hosil bo‘lgan magnit maydon g‘altakdan o‘tayotgan tok kuchiga proporsional ekanligini ko‘rib o‘tganmiz. G‘altak ichidagi magnit maydonni baholash maqsadida quyidagi namoyish tajribasini o‘tkazish mumkin. Namoyish qurilmaning umumiy ko‘rinishi a rasmda keltirilgan. Namoyish qurilmasi tok manbayi, ikkita g‘altak, turli moddadan yasalgan o‘zaklar, ampermetr va kalitdan iborat.

G‘altakka kuchlanishni o‘zgartirmasdan, uning ichiga navbatm a-navbat turli xil tabiatli metall o‘zaklar kiritilib tajriba takrorlansa, uning ichidagi magnit maydon induksiyasining ham turlicha o‘zgarishi tafayli galvanometr strelkasi og‘ishining turlicha o‘zgarishini ko‘ramiz (b rasm).
G ‘altak ichida hosil bo‘layotgan magnit maydon induksiyasi unga kiritilgan moddaning tabiatiga bog‘liq ekan, ya’ni: B = μ ·B0. Demak, tokli g‘ltakning biror muhitda hosil qilgan magnit maydonining induksiyasi (B), uning vakuumda hosil qilgan magnit maydon induksiyasi (B0) ga to‘g‘ri proporsional bo‘lib, muhitning turi (μ) ga ham bo‘liq bo‘ladi. Ifodadan μ ni topsak:
Bu tenglikdagi μ – muhitning magnit singdiruvchanligi deb ataladi. U faqat muhitning tabiatiga bog‘liq bo‘lib, muhitdagi maydon induksiyasi, vakuumdagi magnit maydon induksiyasidan necha marta farq qilishini bildiradi.
Tabiatda uchraydigan barcha moddalar magnit singdiruvchangligiga qarab uch turga bo‘linadi. Bular: diamagnetiklar, paramagnetiklar va ferromagnetiklar.
D iamagnetiklar. Magnit singdiruvchanligi birdan kichik (μ<1) bo‘lgan moddalarga diamagnetiklar deyiladi. Suv, marmar, oltin, kumush, mis, rux, simob va ba’zi inert gazlar diamagnetiklardir. Magnit maydoniga kiritilgan diamagnetiklar uni susaytiradi.
Bunday moddalarga magnit maydoni yaqinlashtirilganda maydondan uzoqlashadi.
Diamagnetiklarning ko’pchilik atomlari xususiy magnit momentlariga ega bo’lmay, ularning magnit momentlari tashqi magnit maydon ta’sirida vujudga keladi. Bu jarayon qutublangan dielektriklarda elektr momenti bujudga kelish jarayoniga o’xshaydi. Vujudga keladigan magnit maydon induksion tashqi maydon B0 ga proporsional ekanligini hisobga olib:

Bu yerda diamagnetiklar uchun , chunki tashqi maydon ta’sirida vujudga kelgan mikrotokning magnit momenti tashqimaydonni kuchsizlantirish tomonga yo’nalgan bo’ladi.
Diamagnetiklarning xususiyatlari temperaturaga bog’liq emas,chunki atomlarning issiqlik harakatlari qtom ichida vujudga kelgan taok ta’sirlarini buza olmaydi. Diamagnit effekt barcha moddalarga xos xususiyatdir.
Paramagnetiklar.Magnit singdiruvchanligi birdan biroz katta (μ > 1) bo‘lgan moddalarga paramagnetiklar deyiladi.
Paramagnetiklarning molekulalari noldan farqli xususiy magnit momentlarga ega. Magnit maydon bo’lmaganda bu momentlar betartib joylashgan bo’lib, jismning magnitlanish vektoei nolga teng bo’ladi.
Paramagnet tashqi maydonga kiritilganda alohida atomlar va molekulalarning magnit momentlari maydon bo’lib joylashib qoladi. Natijada paramagnetiklarning xususiy maydoni tashqi magnit maydonni kuchaytiradi,ya’ni tashqi magnit maydonning kuchayishi po’y beradi: .
Paramagnetiklarning magnitlash temperaturaga bo’liq bo’ladi va temperatura ortishi bilan magnit singdiruvchanligi yomnlashadi. Bunga magnit momentlarning tashqi maydon ta’sirida egallagan o’zaro joylashuvlarining buzilishidir. Ularning magnit singdiruvchanligi, diamagnetikniki kabi tashqi magnit maydon induksiyasiga bog’liq emas.
Paramagnetiklarga kislorod, platina, alyuminiy, xrom, marganes, kislorod, va ishqor hosil qiladigan metallar kiradi. Magnit maydonga kiritilgan paramagnetiklar maydonni qisman kuchaytiradi.
Ferromagnetiklar. Magnit singdiruvchanligi birdan juda katta (μ >> 1) bo‘lgan moddalar ferromagnetiklar deyiladi.
F erromagnetism – paramagnetizmning chegara holi hisoblanadi. Ferromagnetiklar – kuchli magnetiklar hisoblanib, o’z – o’zidan magnitlanib qolishi mumkin. hattoki tashqi magnit maydon bo’lmagan holda ham ular magnitlanish qobiliyatiga ega bo’ladilar. Ularning yana bir alohida xususiyati magnitlanishning tashqi magnit maydonga bbog’liqligining murakkab xarakterga ega ekanidir.
A gar diamagnetik va paramagnetiklar uchun magnitlanishning tashqi maydon kuchlanganligiga bog’liqligi chiziqli bo’sa, ferromagnitlar uchun ancha murakkab. Dastlab magnitlanish tez ortadi, so’ng sekinlashib ma’lum qiymatga ega bo’landan so’ng o’zgarmay qoladi. Magnitlanishning bu qiymatiga to’yinish qiymati deyiladi.
Temir, nikel, kobalt va ularning ba’zi qotishmalari ferromagnetiklardir. Magnit maydonga kiritilgan ferromagnetiklar uni kuchaytiradi. Bunday moddalardan yasalgan jismlarni magnit maydoniga kiritilganda maydonga yaqinlashadi. Ferromagnetiklar tabiatda uncha ko‘p bo‘lmasa-da, ular hozirgi zamon texnikasida keng qo‘llaniladi. Masalan, transformator, tok generatori, elektrodvigatel va boshqa qurilmalarning o‘zaklari ferromagnit materiallardan yasaladi.
Keyingi paytlarda doimiy magnitlar tibbiyotda ham keng qo‘llanilib kelmoqda. Ulardan qon bosimini pasaytiruvchi moslama sifatida qo‘lga taqiladigan bilaguzuk tayyorlanmoqda.
Gisterezis. Ferromagnitlarning magnit sigdiruvchanligi μ tashqi maydon kuchlanganligi (H) ga bog’liq. Magnit induksiya vektori B va H orasidagi bog’lanishini ko’raylik.
Magnitlanishda ferromagnit ichidagi magnit maydoni O dan H ning ma’lum qiymatigacha ortib boradi. Ferromagnit induksiya qiymatining o’zgarishi OL chiziq bilan xarakterlanadi.
Agar H kamaysa, indiksiyaning kamayishi LM chiziq bilan ifodalanadi. H=0 bo;ganda ham induksiya noldan farqli bo’ladi. Qoldiq magnitlanishni yo’qotish uchun esa oldingisiga teskari yo’nalishda maydon qo’yish kerak bo’ladi.maydon kuchlanganligining B=0 dagi qiymati tutuvchi yoki koersitiv kuch Hkr deyiladi.
Maydon o’zgarishi bilan induksiya ham o’zgaradi. Magnitsizlanishda induksiya ferromagnetikni magnitlashdagi o’sishiga qaraganda sekinroq kamayadi. Bu hodisa magnit gistarezis (kechikish) deb ataladi. Hosil bo’lgan chiziqqa gisterezis deyiladi.
Ferromagnitni o’zgaruvchan magnit maydon bilan davriy ravishda qayta magnitlaganda, induksiya egri chizig’I gistarezis sirtmog’i deb ataluvchi berk egrichiziq hosil bo’ladi.
Koersitiv (Hkr) kuchlarning qiymatiga qarab ferromagnitlar yumshoq va qattiq ferromagnitlarga bo’linadi.
Yumshoq ferromagnitlar uchun gistorezis sirtmog’i ingichka va koersitiv kuchlarning qiymati kichik bo’ladi. Ularga: temir, permalay va boshqalar misol bo’ladi. Yumshoq ferromagnitlardan transformator, generator, elektrodvigatel-larning o’zaklari yasaladi.
Qattiq ferromagnitlar uchun gistorezis sirtmog’i keng va koersitiv kuchlarning qiymatlari ham katta bo’ladi. Bularga po’larva ularning qotishmalari kirib, odatda ulardan doimiy magnitlar tayyorlanadi.
Gistorezisning sirtmog’i yuzasi ferromagnetikni magnitlash uchun bajarish kerak bo’lgan ishni xarakterlaydi.