Մագնիսականություն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

ՄԱԳՆԻՍԱԿԱՆՈՒԹՅՈՒՆ, մագնիսական փոխազդեցությամբ պայմանավորված երեվույթների համախումբ։ Այդ փոխազդեցությունը մակրոսկոպիկ մասշտաբներով դրսևորվում է Էլեկտրական հոսանքների, հոսանքի և մագնիսի, ինչպես նաև մագնիսների միջև։ Ավելի ընդհանուր ձևով մագնիսականությունը կարելի է սահմանել իբրև լիցքավորված շարժվող մասնիկների փոխազդեցության հատուկ տեսակ, որն իրագործվում է մագնիսական դաշտի միջոցով։ Մագնիսական դաշտը էլեկտրական դաշտի հետ միասին մատերիայի էլեկտրամագնիսական տեսակի հիմնական բնութագիրն է, սակայն դրանք լրիվ սիմետրիկ չեն։ Եթե էլեկտրական դաշտի սկզբնաղբյուրը էլեկտրական լիցքերն են, ապա մագնիսական դաշտ ստեղծող մագնիսական լիցքեր առայժմ բնության մեջ չեն հայտնաբերվել։ Մագնիսական դաշտի աղբյուրը շարժվող էլեկտրական լիցքերն են՝ էլեկտրական հոսանքը։ Ատոմական մասշտաբներում գոյություն ունեն տարրական մասնիկների մագնիսական հատկությունները պայմանավորող երկու տեսակ միկրոհոսանքներ. ուղեծրային, որը կապված է մասնիկների ծանրության կենտրոնի համընթաց շարժման հետ (մասնավորապես՝ միջուկի շուրջը էլեկտրոնի շարժման հետ), և սպինային, որը որոշվում է մասնիկների ներքին կառուցվածքով։ Մագնիսականության քանակական բնութագիրը մագնիսական մոմենտն է։ Մակրոսկոպիկ նմուշի մագնիսական վիճակի բնութագրման համար ընտրվում է միավոր ծավալի գումարային մագնիսական մոմենտը, որը կոչվում է մագնիսացում (I)։ Փորձը ցույց է տալիս, որ մագնիսացումը համեմատական է արտաքին մագնիսական դաշտի Η լարվածությանը՝ I= xΗ (x-ն մագնիսական ընկալունակությունն է)։ Նյութերն ըստ մագնիսական հատկությունների կարելի է բաժանել դիամագնիսների, պարամագնիսների և մագնիսակարգավորված նյութերի։ Դիամագնիսներ են կոչվում այն նյութերը, որոնց x<0։ Այդ նյութերի տիպիկ ներկայացուցիչներն են իներտ գազերը, օրգանական միացություններից շատերը և որոշ մետաղներ։ Պարամագնիսներին են պատկանում այն նյութերը, որոնց մագնիսական ընկալունակությունը դրական է։ Պարամագնիսներ են 02 և NO գազերը, հազվագյուտ հողային տարրերի աղերը, անցումային մետաղների գոլորշիները են։ Մագնիսակարգավորված նյութերում էլեկտրաստատիկ բնույթի ներքին փոխազդեցությունների հետևանքով, առանց արտաքին դաշտի կիրառության, առանձին մասնիկների մագնիսական մոմենտները դասավորվում են խիստ կարգով։ Մագնիսակարգավորված նյութեր են՝ 1. ֆեռոմագնիսները, որոնցում փոխանակային փոխազդեցությունը բոլոր մասնիկների մագնիսական մոմենտները կողմնորոշում է միմյանց զուգահեռ։ Նրանց մագնիսական ընկալունակությունն ունի շատ մեծ արժեքներ։ Ֆեռոմագնիսներին են պատկանում Fe-ը, Co-ը, Ni-ը, հազվագյուտ հողային տարրերի մի մասը, բազմաթիվ համաձուլվածքներ և միացություններ։ Այդ նյութերի հիմնական առանձնահատկությունը ցածր ջերմաստիճանում սպոնտան (ինքնաբերաբար) մագնիսացումն է, որն անհետանում է այդ նյութերից յուրաքանչյուրի համար բնորոշ ջերմաստիճանում՝ Կյուրիի կետում։ 2. Հակաֆեռոմագնիսները, որոնցում փոխանակային փոխազդեցությունը հարևան ատոմների մագնիսական մոմենտները դասավորում է իրար հակազուգահեռ։ Հակաֆեռոմագնիսների մագնիսական կառուցվածքը կարելի է ներկայացնել իրար մեջ հագցված երկու և ավելի ֆեռոմագնիսական ենթավանդակների տեսքով, այնպես, որ նրանց մագնիսական մոմենտները փոխադարձաբար կոմպենսացվում են։ Այդպիսի նյութերը չունեն սպոնտան մոմենտ, իսկ նրանց ընկալունակությունը էապես կախված է չափման ուղղությունից։ Այսպես կոչված, Նեելի ջերմաստիճանից բարձր ջերմաստիճանում հակաֆեռոմագնիսներում կարգավորված կառուցվածքը խախտվում է, և նրանք դրսևորում են իրենց որպես պարամագնիսներ։ Հակաֆեռոմագնիսներ են Mn-ի, Cr-ի բյուրեղները, հազվագյուտ հողային տարրերի մի մասը և անցումային տարրերի բազմաթիվ միացություններ։ Յ.Ֆեռիմագնիսները կամ չկոմպենսացված հակաֆեռոմագնիսները, որոնց մագնիսական կառուցվածքը, ինչպես հակաֆեռոմագնիսներինը, կարելի է ներկայացնել իրար մեջ հագցված ֆեռոմագնիսական ենթավանդակների տեսքով։ Սրանցում մագնիսական մոմենտները լրիվ կոմպենսացված չեն։ Ֆեռիմագնիսներն ունեն սպոնտան մոմենտ և հիմնականում դրսևորում են իրենց ինչպես ֆեռոմագնիսական մետաղներ, միայն այն տարբերությամբ, որ գործնականում նրանք բոլորն էլ կիսահաղորդիչներ կամ դիէլեկտրիկներ են։ Ֆեռիմագնիսներ են շպինելի, նռնաքարի կառուցվածքով ֆերիտները, օրթոֆերիտները և այլն։ Մագնիսակարգավորված նյութերին են պատկանում նաև թույլ ֆեռոմագնիսները, որոնցում ենթավանդակների մագնիսական մոմենտների ոչ լրիվ կոմպենսացումը պայմանավորված է հարևան ատոմների մագնիսական մոմենտների ուղղությունների հակազուգահեռության փոքր խախտումներով։ Մագնիսականությունը լայն կիրառություն է գտել ժամանակակից գիտության և տեխնիկայի բազմազան բնագավառներում։ Մեր օրերում նյութի մագնիսական հատկությունների ուսումնասիրման հիման վրա հաջողվել է ստեղծել նոր տեսակի մագնիսական նյութեր, որոնք օգտագործվում են էլեկտրատեխնիկայում, ռադիոտեխնիկայում և ավտոմատիկայում։ Նյութի մագնիսական հատկությունների ուսումնասիրման համար մշակված հզոր մեթոդները հնարավորություն են տվել ստանալու որակապես նոր տեղեկություններ ատոմական մակարդակով տեղի ունեցող փոխազդեցությունների մասին։ էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի, միջուկային մագնիսական ռեզոնանսի մեթոդները, Մյոսբաուերի էֆեկտը լայն կիրառություն ունեն պինդ մարմնի ֆիզիկայում, քիմիայում, կենսաբանության և բժշկության մեջ։