ווירקונגען פון מאַגנעטישע פעלדער אויף פליסיקייטן
מיר טרעפן אָפט מאַגנעטישע פעלדער אין וואָכעדיקן לעבן, פֿון קילער מאַגנעטן ביז סאָפיסטיקירטע עלעקטראָנישע דעוויסעס ווי עלעקטרישע מאָטאָרן און MRI מאַשינען. אָבער, די ווירקונגען פֿון מאַגנעטישע פעלדער גייען ווייטער ווי פֿעסטע מאַטעריאַלן ווי אייַזן אָדער שטאָל. פֿליסיקייטן קענען אויך רעאַגירן צו מאַגנעטישע פעלדער אין אינטערעסאַנטע און, אונטער געוויסע באַדינגונגען, דראַמאַטישע וועגן. דער אַרטיקל דיסקוטירט ווי מאַגנעטישע פעלדער ווירקן אויף פֿליסיקייטן, די טיפּן מאַגנעטישע רעאַקציעס אין פֿליסיקייטן, ביישפּילן פֿון לייכט באַאָבאַכטבאַרע דערשיינונגען, און זייערע אַפּליקאַציעס אין מאָדערנער טעכנאָלאָגיע.
1. גרונטלעכע יסודות פון מאַגנעטישע פעלדער און מאַגנעטישע אייגנשאַפטן פון מאַטעריאַלן
א מאַגנעטישע פעלד איז די געגנט אַרום אַ מאַגנעט אָדער עלעקטרישן שטראָם וואו מאַגנעטישע כוחות ווירקן. די רעאַקציע פון אַ מאַטעריאַל צו אַ מאַגנעטישע פעלד איז אָפּהענגיק פון זיין אַטאָמישער סטרוקטור און דעם וועג ווי זיינע עלעקטראָנען באַוועגן זיך אָדער דרייען זיך. בכלל, קען מען טיילן מאַטעריאַלן אין דריי הויפּט קאַטעגאָריעס:
1. דיאַמאַגנעטיש: שטויסט אָפּ שוואַכע מאַגנעטישע פעלדער. ביישפילן זענען וואַסער, אַלקאָהאָל, און רובֿ אָרגאַנישע פליסיקייטן.
2. פּאַראַמאַגנעטישע: שוואַך אָנגעצויגן דורך מאַגנעטישע פעלדער. למשל, לייזונגען וואָס אַנטהאַלטן געוויסע יאָנען, ווי אייַזן(III) יאָנען אין קליינע קאָנצענטראַציעס.
3. פעראָמאַגנעטיש: שטאַרק אָנגעצויגן און קען ווערן אַ שטענדיקער מאַגנעט. אין ריינער פליסיקער פאָרעם איז פעראָמאַגנעטיזם זעלטן ווייל רובֿ פעראָמאַגנעטישע מאַטעריאַלן האָבן הויכע שמעלץ-פּונקטן. אָבער, עס זענען דאָ ספּעציעלע "מאַגנעטישע פליסיקייטן" געמאַכט פון סוספּענדירטע פעראָמאַגנעטישע פּאַרטיקלען.
רובֿ פליסיקייטן זענען דיאַמאַגנעטישע אָדער פּאַראַמאַגנעטישע, אַזוי די ווירקונגען זענען אָפט סאַטאַל און שווער צו זען אָן ספּעציעלע ויסריכט. אָבער, אונטער שטאַרקע מאַגנעטישע פעלדער אָדער ווען די פליסיקייט כּולל מאַגנעטישע פּאַרטיקלען, קענען די ווירקונגען זיין גאַנץ אויסגעשפּראָכן.
2. דיאַמאַגנעטיזם אין פליסיקייטן: א סובטילער אָבער רעאַלער ווירקונג
רובֿ טעגלעכע פליסיקייטן—אַרייַנגערעכנט וואַסער—זענען דיאַמאַגנעטישע. דאָס מיינט אַז ווען מען לייגט זיי אין אַ מאַגנעטישן פעלד, פּראָדוצירט די פליסיקייט אַ קליין מאַגנעטישן פעלד אין דער פאַרקערטער ריכטונג, וואָס שאַפט אַ אָפּשטויסנדיקע קראַפט. ווײַל די קראַפט איז אַזוי שוואַך, ווערט זי געוויינטלעך נישט געשפּירט. אָבער, אין זייער שטאַרקע מאַגנעטישע פעלדער, ווי די פון סופּערקאַנדאַקטינג מאַגנעטן, קען מען באַמערקן דעם דיאַמאַגנעטישן עפֿעקט פון וואַסער, למשל:
– וואַסער ווערט אַ ביסל "געשטויסן" פֿון געביטן מיט שטאַרקע מאַגנעטישע פֿעלדער.
– אין געוויסע עקספּערימענטן קענען וואַסער טראָפּנס אונטערגיין ענדערונגען אין פֿאָרעם צוליב דער אומגלייכער פֿאַרטיילונג פֿון מאַגנעטישע כוחות.
די דיאַמאַגנעטישע דערשיינונג דערקלערט אויך פארוואס עטלעכע קליינע אָרגאַניזמען אדער אביעקטן וואָס אַנטהאַלטן מערסטנס וואַסער קענען ווייַזן אַ קליינע רעאַקציע צו שטאַרקע מאַגנעטישע פעלדער. כאָטש עס קען אויסזען "מאַגיש," בלייבט דער פּרינציפּ גרונטלעכע פיזיק: מאַגנעטישע פעלדער ווירקן אויף די באַוועגונג פון עלעקטראָנען, וואָס רעזולטירט אין אַ קראַפט.
3. פּאַראַמאַגנעטיזם אין פליסיקייטן: שוואַכע אַטראַקציע, גרויסע בענעפיטן
פּאַראַמאַגנעטישער פליסיקייטן אַנטהאַלטן פּאַרטיקלען אָדער יאָנען מיט אַנפּאָרירטע עלעקטראָנען. ווען זיי ווערן אונטערגעוואָרפן צו אַ מאַגנעטישן פעלד, טענדירן די מאַגנעטישע מאָמענטן פון זייערע אַטאָמען צו זיך אויסגלייכן מיטן פעלד, וואָס פּראָדוצירט אַ שוואַכע אַטראַקציע. געוויינטלעכע ביישפילן אַרייַננעמען לייזונגען פון געוויסע זאַלץ אָדער פליסיקייטן וואָס אַנטהאַלטן טראַנזישאַן מעטאַל יאָנען.
איין באַקאַנט בייַשפּיל פֿון פּאַראַמאַגנעטיזם איז פֿליסיקער זויערשטאָף. פֿליסיקער זויערשטאָף איז פּאַראַמאַגנעטיש גענוג צו ווערן "געצויגן" צו געביטן מיט שטאַרקע מאַגנעטישע פֿעלדער. דאָס ווערט אָפֿט דעמאָנסטרירט אין לאַבאָראַטאָריע דעמאָנסטראַציעס: פֿליסיקער זויערשטאָף וואָס ווערט געגאָסן לעבן אַ שטאַרקן מאַגנעט וועט אויסזען ווי עס זאַמלט זיך אָדער ווערט מאָמענטאַר געהאַלטן אין דעם מאַגנעטישן פֿעלד.
אין אַן אינדוסטריעלן קאָנטעקסט, קענען פּאַראַמאַגנעטיקע אייגנשאַפטן ווערן גענוצט פֿאַר:
– צעשיידונג פון געוויסע קאָמפּאָנענטן אין אַ פליסיקער געמיש,
– זויערשטאָף אָדער פּאַראַמאַגנעטיק מינים סענסאָרן,
– קאָנטראָל פון כעמישע פּראָצעסן וואָס אַרייַננעמען מעטאַל יאָנען.
4. פעראָפלוידן: פליסיקייטן וואָס "טאַנצן" אונטער מאַגנעטישע פעלדער
די ווירקונגען פון מאַגנעטישע פעלדער אויף פליסיקייטן זענען אַם גרינגסטן צו זען אין פעראָפלואידן, וואָס זענען פליסיקייטן וואָס אַנטהאַלטן נאַנאָמעטער-גרייס פעראָמאַגנעטישע פּאַרטיקלען (למשל, מאַגנעטיט, Fe₃O₄) סוספּענדירט אין אַ טרעגער פליסיקייט ווי אויל. די פּאַרטיקלען זענען באדעקט מיט אַ סורפאַקטאַנט צו פאַרמייַדן קלאַמפּינג און צו האַלטן אַ מונדיר פאַרשפּרייטונג.
ווען מען ברענגט א פעראָפלויד נאנט צו א מאַגנעט, שאַפט זיין ייבערפלאַך א כאַראַקטעריסטישן שפּיצן מוסטער. דאָס מוסטער שטאַמט פון קאָנקורענץ צווישן:
– מאַגנעטישע קראַפט וואָס ציט פליסיקייטן צו געביטן מיט אַ שטאַרקן פעלד,
– אויבערפלאַך שפּאַנונג וואָס פּרוּווט צו פלאַכן די אויבערפלאַך,
– גראַוויטאַציע ציט די פליסיקייט אַראָפּ.
דער רעזולטאַט איז אַ דערשיינונג באַקאַנט ווי ראָסענסווייג אינסטאַביליטעט, די פאָרמירונג פון אַ רעגולער שפּיץ סטרוקטור אויף דער ייבערפלאַך פון אַ פעראָפלויד. דער דערשיינונג איז נישט נאָר שיין, נאָר אויך קריטיש וויכטיק פֿאַר פֿאַרשטיין פליסיק דינאַמיק און קלוגע מאַטעריאַלן.
5. מאַגנעטאָהידראָדינאַמיק: ווען עלעקטרישער קראַנט און מאַגנעטישע פעלדער קאָנטראָלירן דעם פלוס
א דיסקוסיע וועגן די ווירקונגען פון מאַגנעטישע פעלדער אויף פליסיקייטן וואָלט זיין אומפארענדיקט אָן דערמאָנען מאַגנעטאָהידראָדינאַמיק (MHD), וואָס איז די שטודיע פון די דינאַמיק פון קאַנדאַקטיוו פליסיקייטן (למשל, פליסיק מעטאַלן, פּלאַזמעס, אָדער עלעקטראָליט לייזונגען) אין מאַגנעטישע פעלדער.
אויב אַ פליסיקייט קען פירן עלעקטריע, דעמאָלט קען די באַוועגונג פון לאָדן אין איר ווערן באַאיינפלוסט דורך די לאָרענץ קראַפט (די קראַפט אויף אַן עלעקטרישע לאָדן אין אַ מאַגנעטישן פעלד). די ווירקונגען אַרייַננעמען:
– דער פלוס פון פליסיקייט קען ווערן פארלאנגזאמט אדער "געשטיפט",
– טורבולענץ קען ווערן רעדוצירט,
– פלוס מוסטערן קענען ווערן געפירט אָן אַ ספּעציפֿישער מעכאַנישער פּאָמפּע.
ביישפילן פון זיין אַפּליקאַציע:
– MHD פּאָמפּעס וואָס קענען פּאָמפּן געשמאָלצן מעטאַל אָן באַוועגן קאָמפּאָנענטן, זענען נוצלעך אין רעאַקטאָר קיל סיסטעמען אָדער מעטאַלורגישע פּראָצעסן.
– פלוס קאנטראל אין דעם מעטאל צעשמעלץ פראצעס צו פארבעסערן די קוואַליטעט פון די גיס רעזולטאטן.
– שטודיע פון דעם פלוס אין דער ערד'ס קערן (וואָס באַשטייט פון פליסיק מעטאַל) וואָס פּראָדוצירט דעם פּלאַנעט'ס מאַגנעטישן פעלד דורך דעם דינאַמאָ-עפעקט.
6. ווירקונג אויף פיזישע אייגנשאפטן: וויסקאָסיטי, ייבערפלאַך שפּאַנונג, און פעסטקייט
מאַגנעטישע פעלדער קענען אַפעקטירן די פיזישע אייגנשאַפטן פון פליסיקייטן, ספּעציעל אויב די פליסיקייט כּולל מאַגנעטישע פּאַרטיקלען אָדער פעלד-רעספּאָנסיווע מאַלעקולן. עטלעכע פון די שטודירטע ווירקונגען אַרייַננעמען:
– וויסקאָסיטי ענדערונגען: אין געוויסע פליסיקייטן, ווי מאַגנעטאָרעאָלאָגישע פליסיקייטן (MR פליסיקייטן), קען וויסקאָסיטי דראַמאַטיש וואַקסן ווען זיי ווערן אונטערגעוואָרפן צו אַ מאַגנעטישן פעלד ווייל די פּאַרטיקלען פֿאָרמען קייטן פּאַראַלעל צום פעלד. כאָטש MR פליסיקייטן ווערן אָפֿט קאַטעגאָריזירט ווי "האַלב-פליסיקע" סאַספּענשאַנז, זייערע פּרינציפּן זענען ענלעך צו די פון פעראָפלואידן.
– ענדערונגען אין דער פֿאָרעם פֿון טראָפּנס: מאַגנעטישע פֿליסיקייט טראָפּנס קענען זיך פֿאַרלענגערן אין דער ריכטונג פֿונעם מאַגנעטישן פֿעלד אָדער פֿאָרמען אומגעוויינטלעכע סטרוקטורן צוליב אַניזאָטראָפּישע מאַגנעטישע כוחות.
– עמולסיע און סאַספּענשאַן סטאַביליטעט: מאַגנעטישע פעלדער קענען העלפֿן רעגולירן פּאַרטיקל אַגרעגאַציע, פאַרגיכערן פאַזע צעשיידונג, אָדער אפילו סטאַביליזירן די סיסטעם, דיפּענדינג אויף די פּאַרטיקל פּלאַן און די פעלד געניצט.
די ווירקונגען זענען וויכטיג אין מאַטעריאַלן אינזשעניריע, פֿאַרמאַסוטיקאַלז (נאַנאָפּאַרטיקל-באַזירט מעדיקאַמענט ליפערונג), און מיקראָפלוידיק סיסטעמען (לאַב-אויף-אַ-טשיפּ).
7. טעכנאָלאָגיע אַפּליקאַציעס: פֿון אַודיאָ ביז מעדיציניש
די דערשיינונג פון פליסיקייטן אין מאַגנעטישע פעלדער איז נישט נאָר אַ לאַבאָראַטאָריע דעמאַנסטראַציע. עס האט פילע פאַקטישע אַפּליקאַציעס, למשל:
1. קילן און דאַמפּן דעם רעדנער
פערראָפלוידס ווערן גענוצט אין עטלעכע טיפן רעדנער צו העלפן קילן די שטימע שפּול און סטאביליזירן איר באַוועגונג, פֿאַרבעסערן פאָרשטעלונג און לעבן.
2. מאַגנעטישע פּלאָמבע
אין דעוויסעס וואָס דאַרפן אַ פעסטע פאַרזיגלונג, קענען פעראָפלוידן שאַפן אַ דינאַמישע פאַרזיגלונג אַרום אַ ראָטירנדיקן שאַפט.
3. אַקטואַטאָרן און ווייבריישאַן דאַמפּערס
MR פליסיקייט ווערט גענוצט אין אויטאמאטיוו סאַספּענשאַנז אדער אַדאַפּטיוו שאָק אַבזאָרבערז. מאַגנעטישע פעלדער טוישן שנעל וויסקאָסיטי, וואָס אַלאַוז פֿאַר רעאַל-צייט דאַמפּינג אַדזשאַסטמאַנץ.
4. ביאָמעדיצין און צילגעריכטע טעראַפּיע
מאַגנעטישע נאַנאָפּאַרטיקלען אין פליסיקייטן קענען ווערן געפירט מיט אַן עקסטערנעם מאַגנעטישן פעלד צו העלפן צילן מעדיצינען אדער צו דינען ווי קאָנטראַסט אגענטן אין געוויסע בילדגעבונג מאָדאַליטעטן. פאָרשונג אַנטוויקלט אויך מאַגנעטישע היפּערטהערמיאַ, אַ לאָקאַליזירטע געוועב הייצונג טעכניק מיט מאַגנעטישע נאַנאָפּאַרטיקלען פֿאַר ראַק טעראַפּיע, כאָטש איר דורכפירונג ריקווייערז שטרענגע קאָנטראָלן.
8. פאַקטאָרן וואָס באַשטימען די שטאַרקייט פון אַן עפֿעקט
נישט אַלע פליסיקייטן וועלן האָבן די זעלבע ווירקונג. עטלעכע וויכטיקע פאַקטאָרן וואָס באַשטימען דאָס זענען:
– טיפ מאַגנעטישע אייגנשאַפטן (דיאַמאַגנעטיש/פּאַראַמאַגנעטיש/פעראָפלויד),
– שטאַרקייט און גראַדיענט פון דעם מאַגנעטישן פעלד (פעלדער וואָס ווערייִרן אין פּלאַץ טענד צו פּראָדוצירן מער אויסגעשפּראָכענע כוחות),
– עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי פון דער פליסיקייט (וויכטיק פֿאַר דעם MHD ווירקונג),
– פּאַרטיקל גרייס און קאָנצענטראַציע (אין פעראָפלוידס אָדער MR פלוידס),
– טעמפּעראַטור (אַפעקטירט וויסקאָסיטי, פּאַרטיקל באַוועגונג, און מאַגנעטישע רעאַקציע).
דורך צופּאַסן די פּאַראַמעטערס, קענען וויסנשאַפֿטלער און אינזשענירן "דיזײַנען" די פֿליסיקייט־רעאַקציע צו זייערע באַדערפֿנישן.
קעסימפּולאַן
די ווירקונגען פון מאַגנעטישע פעלדער אויף פליסיקייטן דעקן א ברייטן ספּעקטרום, פון דער סובטילער דיאַמאַגנעטישער רעאַקציע פון וואַסער ביז דעם ספּעקטאַקולערן נאַטור פון פעראָפלואידן וואָס פֿאָרמען שפּיצן אויף דער ייבערפלאַך. דערצו, אין קאַנדאַקטיווע פליסיקייטן, דערמעגלעכט מאַגנעטאָהידראָדינאַמיק פֿלוס קאָנטראָל מיט עלעקטראָמאַגנעטישע כוחות. דאָס וויסן איז נישט בלויז פון וויסנשאַפטלעכן אינטערעס, נאָר האט אויך באַדייטנדיקע אימפּליקאַציעס פֿאַר טעכנאָלאָגיע, פון אַודיאָ סיסטעמען און אַדאַפּטיוו ווייבריישאַן דאַמפּינג ביז מעטאַלורגישע פּראָצעסן און אפילו ביאָמעדיצינישע אַפּליקאַציעס. מיט דער אַנטוויקלונג פון קלוגע מאַטעריאַלן און מער פּינקטלעכע מאַגנעטישע פעלד קאָנטראָל, קוקט די צוקונפֿט פון פאָרשונג און אַפּליקאַציעס פון פליסיקייטן אין מאַגנעטישע פעלדער מער פּראַמאַסינג.
