КАКВО Е ОТНОСИТЕЛНАТА ПРОПУСКЛИВОСТ? - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На относителната проницаемост е мярка за способността на материал начин, се пресича от поток, без да губи своята Характеристики-отношение на друг материал, който служи за справка. Изчислява се като съотношение между проницаемостта на изследвания материал и тази на референтния материал. Следователно това е количество, което няма размери.

Най-общо казано за пропускливост, ние мислим за поток от течности, обикновено вода. Но има и други елементи, способни да преминават през вещества, например магнитни полета. В този случай говорим за магнитна проницаемост и относителна магнитна пропускливост.

Никелът има висока относителна магнитна пропускливост, поради което монетите се прилепват силно към магнита. Източник: Pixabay.com.

Пропускливостта на материалите е много интересно свойство, независимо от вида на потока, който преминава през тях. Благодарение на него е възможно да се предвиди как ще се държат тези материали при много различни обстоятелства.

Например, пропускливостта на почвите е много важна при изграждането на структури като дренажи, настилки и други. Дори за културите пропускливостта на почвата е от значение.

За цял живот пропускливостта на клетъчните мембрани позволява клетката да бъде избирателна, като пропуска необходимите вещества, като хранителни вещества, да преминава през тях и да отхвърля други, които могат да бъдат вредни.

Що се отнася до относителната магнитна пропускливост, тя ни дава информация за реакцията на материалите към магнитните полета, причинени от магнити или живи проводници. Такива елементи изобилстват от технологията, която ни заобикаля, така че си струва да проучим какви ефекти имат върху материалите.

Относителна магнитна пропускливост

Много интересно приложение на електромагнитните вълни е да се улесни проучването на нефт. Тя се основава на знанието доколко вълната е способна да проникне в подпочвата, преди да бъде атенюирана от нея.

Това дава добра представа за типа скали, които се намират на определено място, тъй като всяка скала има различна относителна магнитна пропускливост в зависимост от нейния състав.

Както беше казано в началото, винаги когато говорим за относителна проницаемост, терминът "относително" изисква сравняване на въпросната величина на определен материал с тази на друг, който служи за ориентир.

Това винаги е приложимо, независимо от това дали е проницаемост за течност или за магнитно поле.

Вакуумът има пропускливост, тъй като електромагнитните вълни нямат проблем да пътуват до там. Добре е да приемете това като референтна стойност, за да намерите относителната магнитна проницаемост на всеки материал.

Пропускливостта на вакуума не е нищо друго освен добре известната константа на закона Био-Саварт, която се използва за изчисляване на вектора на магнитната индукция. Стойността му е:

Тази величина описва как магнитният отговор на среда се сравнява с реакцията във вакуум.

Сега относителната магнитна пропускливост може да бъде равна на 1, по-малка от 1 или по-голяма от 1. Това зависи от въпросния материал, а също и от температурата.

• Очевидно е, че ако µ _r = 1 средата е вакуумът.
• Ако е по-малко от 1, това е диамагнетичен материал
• Ако е по-голям от 1, но не е много, материалът е парамагнитен
• И ако е много по-голяма от 1, материалът е феромагнетичен.

Температурата играе важна роля в магнитната пропускливост на материал. Всъщност тази стойност не винаги е постоянна. С повишаването на температурата на материала той се разстройва вътрешно, така че магнитният му отговор намалява.

Диамагнитни и парамагнитни материали

Диамагнитните материали реагират отрицателно на магнитните полета и ги отблъскват. Майкъл Фарадей (1791-1867) открива този имот през 1846 г., когато установява, че парче бисмут е отблъснато от някой от полюсите на магнит.

По някакъв начин магнитното поле на магнита индуцира поле в обратна посока в рамките на бисмута. Това свойство обаче не е изключително за този елемент. Всички материали го имат до известна степен.

Възможно е да се покаже, че нетното намагнитване в диамагнетичен материал зависи от характеристиките на електрона. А електронът е част от атомите на всеки материал, така че всички те могат да имат диамагнитна реакция в някакъв момент.

Водата, благородните газове, златото, медта и много други са диамагнитни материали.

От друга страна, парамагнитните материали имат някакво собствено намагнетизиране. Ето защо те могат да реагират положително на магнитното поле на магнит, например. Те имат магнитна пропускливост, подобна на стойността на μ _или.

В близост до магнит те също могат да се намагнетизират и да станат магнити самостоятелно, но този ефект изчезва, когато истинският магнит се отстрани от околността. Алуминият и магнезият са примери за парамагнитни материали.

Истински магнитните материали: феромагнетизъм

Парамагнитните вещества са най-богатите в природата. Но има материали, които лесно се привличат към постоянните магнити.

Те са в състояние сами да придобият намагнитване. Това са желязо, никел, кобалт и редки земи като гадолиний и диспрозий. В допълнение, някои сплави и съединения между тези и други минерали са известни като феромагнитни материали.

Този вид материал изпитва много силен магнитен отговор на външно магнитно поле, като магнит например. Ето защо никеловите монети се придържат към бар магнити. А от своя страна барните магнити се прилепват към хладилниците.

Относителната магнитна проницаемост на феромагнитните материали е много по-висока от 1. Вътре те имат малки магнити, наречени магнитни диполи. Докато тези магнитни диполи се подравняват, те засилват магнитния ефект вътре в феромагнитните материали.

Когато тези магнитни диполи са в присъствие на външно поле, те бързо се приравняват с него и материалът се придържа към магнита. Въпреки че външното поле е потиснато, отдалечавайки магнита, вътре в материала остава остатъчно намагнетизиране.

Високите температури предизвикват вътрешно разстройство във всички вещества, произвеждайки това, което се нарича "термично възбуждане". С топлината магнитните диполи губят подравняването си и магнитният ефект избледнява.

Температурата на Кюри е температурата, при която магнитният ефект изчезва напълно от материал. При тази критична стойност феромагнитните вещества стават парамагнитни.

Устройствата за съхраняване на данни, като магнитни ленти и магнитни спомени, използват феромагнетизъм. Също така с тези материали се произвеждат високоинтензивни магнити с много приложения в изследванията.

Препратки

1. Типлер, П., Моска Г. (2003). Физика за наука и технологии, том 2. Ревертиране на редакцията. Страници 810-821.
2. Сапата, Ф. (2003). Проучване на минералогии, свързани с нефтената ямка на Guafita 8x, принадлежаща към полето Гуафита (състояние Апуре), като се използват измервания на магнитната чувствителност и спектроскопия на Мосбауер. Дипломна работа. Централен университет на Венецуела.