ЧТО ТАКОЕ ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ? - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2025

Относительная проницаемость является мерой способности по материальному образу, пересекаясь с потоком без потери его Особенности- по отношению к другому материалу , который служит в качестве ссылки. Он рассчитывается как отношение проницаемости исследуемого материала к проницаемости стандартного материала. Следовательно, это количество, которому не хватает размеров.

В общем, говоря о проницаемости, мы думаем о потоке жидкостей, обычно воды. Но есть и другие элементы, способные проходить через вещества, например, магнитные поля. В этом случае говорят о магнитной проницаемости и относительной магнитной проницаемости.

Никель обладает высокой относительной магнитной проницаемостью, поэтому монеты прочно прилипают к магниту. Источник: Pixabay.com.

Проницаемость материалов - очень интересное свойство, независимо от типа потока, который через них проходит. Благодаря этому можно предвидеть, как эти материалы будут вести себя в самых разных обстоятельствах.

Например, проницаемость почвы очень важна при строительстве таких конструкций, как водостоки, тротуары и т. Д. Даже для сельскохозяйственных культур важна проницаемость почвы.

Для жизни проницаемость клеточных мембран позволяет клетке быть избирательной, пропуская необходимые вещества, такие как питательные вещества, и отвергая другие, которые могут быть вредными.

Что касается относительной магнитной проницаемости, она дает нам информацию о реакции материалов на магнитные поля, создаваемые магнитами или проводами под напряжением. Такие элементы изобилуют технологиями, которые нас окружают, поэтому стоит изучить, какое влияние они оказывают на материалы.

Относительная магнитная проницаемость

Очень интересное применение электромагнитных волн - облегчение разведки нефти. Он основан на знании того, насколько волна способна проникнуть в недра, прежде чем она затухнет.

Это дает хорошее представление о типе горных пород, которые находятся в определенном месте, поскольку каждая порода имеет разную относительную магнитную проницаемость в зависимости от ее состава.

Как было сказано в начале, всякий раз, когда мы говорим об относительной проницаемости, термин «относительный» требует сравнения рассматриваемой величины одного материала с величиной другого, служащего ориентиром.

Это применимо всегда, независимо от того, проницаемость для жидкости или магнитного поля.

Вакуум обладает проницаемостью, так как электромагнитные волны без проблем перемещаются в нем. Это хорошая идея использовать это значение в качестве справочного значения для определения относительной магнитной проницаемости любого материала.

Проницаемость вакуума - это не что иное, как хорошо известная постоянная закона Био-Савара, которая используется для вычисления вектора магнитной индукции. Его значение:

Эта величина описывает, как магнитный отклик среды сравнивается с откликом в вакууме.

Теперь относительная магнитная проницаемость может быть равна 1, меньше 1 или больше 1. Это зависит от рассматриваемого материала, а также от температуры.

• Очевидно, что при μ _r = 1 средой является вакуум.
• Если оно меньше 1, это диамагнитный материал.
• Если он больше 1, но ненамного, материал парамагнитен.
• А если оно намного больше 1, материал ферромагнитен.

Температура играет важную роль в магнитной проницаемости материала. На самом деле это значение не всегда постоянное. Когда температура материала увеличивается, он становится внутренне неупорядоченным, поэтому его магнитный отклик уменьшается.

Диамагнитные и парамагнитные материалы

Диамагнитные материалы отрицательно реагируют на магнитные поля и отталкивают их. Майкл Фарадей (1791-1867) обнаружил это свойство в 1846 году, когда обнаружил, что кусок висмута отталкивается любым полюсом магнита.

Каким-то образом магнитное поле магнита индуцирует в висмуте поле в противоположном направлении. Однако это свойство не является эксклюзивным для этого элемента. В той или иной степени это есть во всех материалах.

Можно показать, что суммарная намагниченность в диамагнитном материале зависит от характеристик электрона. Электрон входит в состав атомов любого материала, поэтому все они в какой-то момент могут иметь диамагнитный отклик.

Вода, благородные газы, золото, медь и многие другие - диамагнитные материалы.

С другой стороны, парамагнитные материалы обладают некоторой собственной намагниченностью. Вот почему они могут положительно реагировать, например, на магнитное поле магнита. Они имеют магнитную проницаемость, близкую к значению μ _или .

Вблизи магнита они также могут намагничиваться и становиться магнитами сами по себе, но этот эффект исчезает, когда настоящий магнит убирается поблизости. Алюминий и магний являются примерами парамагнитных материалов.

Поистине магнитные материалы: ферромагнетизм

Парамагнитные вещества наиболее распространены в природе. Но есть материалы, которые легко притягиваются к постоянным магнитам.

Они способны самостоятельно приобретать намагниченность. Это железо, никель, кобальт и редкие земли, такие как гадолиний и диспрозий. Кроме того, некоторые сплавы и соединения между этими и другими минералами известны как ферромагнитные материалы.

Этот тип материала испытывает очень сильный магнитный отклик на внешнее магнитное поле, например, на магнит. Вот почему никелевые монеты прилипают к стержневым магнитам. А магниты стержня, в свою очередь, прилипают к холодильникам.

Относительная магнитная проницаемость ферромагнитных материалов намного выше 1. Внутри у них есть небольшие магниты, называемые магнитными диполями. Когда эти магнитные диполи выравниваются, они усиливают магнитный эффект внутри ферромагнитных материалов.

Когда эти магнитные диполи находятся в присутствии внешнего поля, они быстро выравниваются с ним, и материал прилипает к магниту. Хотя внешнее поле подавляется, отодвигая магнит, остаточная намагниченность остается внутри материала.

Высокие температуры вызывают внутреннее расстройство во всех веществах, вызывая так называемое «тепловое возбуждение». При нагревании магнитные диполи теряют ориентацию, и магнитный эффект исчезает.

Температура Кюри - это температура, при которой магнитный эффект полностью исчезает с материала. При этом критическом значении ферромагнитные вещества становятся парамагнитными.

Устройства для хранения данных, такие как магнитные ленты и магнитные запоминающие устройства, используют ферромагнетизм. Также из этих материалов производятся высокоинтенсивные магниты, которые широко используются в исследованиях.

Ссылки

1. Типлер П., Моска Г. (2003). Физика для науки и техники, Том 2. Редакция Reverte. Страницы 810-821.
2. Сапата, Ф. (2003). Изучение минералогии, связанной с нефтяной скважиной Guafita 8x, принадлежащей месторождению Guafita (штат Апуре), с использованием измерений магнитной восприимчивости и спектроскопии Мёссбауэра. Дипломная работа. Центральный университет Венесуэлы.