ความเป็นแม่เหล็ก

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ไปยังการนำทาง ไปยังการค้นหา

ความเป็นแม่เหล็ก (อังกฤษ: magnetism) ในทางฟิสิกส์ หมายถึง คุณสมบัติอย่างหนึ่งของวัสดุที่สามารถสร้างแรงดูดหรือผลักกับวัสดุอีกอย่างหนึ่งได้ วัสดุที่ทราบกันดีว่ามักจะมีความเป็นแม่เหล็กคือ เหล็ก เหล็กกล้า และโลหะบางชนิด อย่างไรก็ตาม วัสดุต่างๆ จะเกิดความเป็นแม่เหล็กมากหรือน้อยแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับสนามแม่เหล็ก(ดูในตารางที่ 1)

ประเภท[แก้]

Class magnetic susceptibility Moment magnetization
Diamagnetic มีค่าต่ำ และเป็นค่าลบ ไม่มี
Paramagnetic มีค่าต่ำ และเป็นค่าบวก มีและมีการเรียงตัวระเกะระกะ
Ferromagnetic มีค่าสูงมาก และเป็นค่าบวก มีและมีการเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบในทิศทางเดียวกัน
Antiferromagnetic มีค่าต่ำ และเป็นค่าบวก มีและมีการเรียงในทิศทางตรงกันข้ามกัน มีขนาดเท่ากัน
Ferrimagnetic มีค่าสูง และเป็นค่าบวก มีและมีการเรียงตัวทิศทางตรงกันข้ามกัน มีขนาดแตกต่างกัน

ไดอะแม็กเนติก[แก้]

วัตถุจำพวกไดอะแมกเนติก (diamagnetic material) เป็นวัตถุที่แสดงคุณสมบัติแม่เหล็กในเชิงด้านกับสนามแม่เหล็กภายนอก ไม่มีโมเมนต์แม่เหล็กถาวรในโครงสร้างอะตอม โดยที่เมื่อมีสนามแม่เหล็กภายนอกกระทำต่ออะตอมของวัตถุ จะทำให้อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่เป็นวงโคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมเสียสมดุล เกิดขั้วแม่เหล็กขนาดเล็กขึ้นในอะตอมขั้วแม่เหล็กจะต้านกับสนามแม่เหล็กภายนอก ทำให้เกิดผลในเชิงลบ วัตถุจำพวกนี้มีคุณสมบัติค่าสภาพรับไว้ในเชิงแม่เหล็กของวัตถุมีค่าเป็นลบ ตัวอย่างแร่ที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กประเภทนี้ได้แก่ ควอตซ์ เกลือหิน แคลไซ เป็นต้น

พาราแมกเนติก

พาราแม็กเนติก[แก้]

วัตถุจำพวกพาราแมกเนติก (paramagnetic material) เป็นวัตถุที่เมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็กภายนอก วัตถุจะถูกเหนียวนำให้มีสภาพเป็นแม่เหล็ก นั่นคือ ในโครงสร้างอะตอมของวัตถุจำพวกนี้มีโมเมนต์แม่เหล็กถาวรประกอบอยู่ แต่การเรียงตัวไม่เป็นระเบียบ (ดูในรูปที่ 1) ดังนั้นเมื่อถูกเหนียวนำจึงมีการเรียงตัวของโมเมนต์แม่เหล็กไปตามสนามแม่เหล็กที่มีห้องนำ การเรียงตัวจะไม่เป็นระเบียบอย่างสมบูรณ์ และเมื่อนำสนามแม่เหล็กออกไป วัตถุนั้นก็จะไม่มีความเป็นแม่เหล็กอีกต่อไป วัตถุจำพวกนี้มีคุณสมบัติของสภาพรับไว้เชิงแม่เหล็กของวัตถุเป็นค่าบวกและมีค่าอยู่ระหว่าง วัตถุที่มีคุณสมบัติแม่เหล็กจำพวกนี้ได้แก่วัตถุทุกชนิดที่ไม่ใช่วัตถุจำพวกไดอะแมกเนติก

เฟร์โรแมกเนติก

เฟร์โรแม็กเนติก[แก้]

วัตถุจำพวกเฟร์โรแมกเนติก (ferromagnetic material) เป็นวัตถุที่เมื่อถูกเหนียวนำจากสนามแม่เหล็กภายนอก จะมีสภาพแม่เหล็กและเมื่อนำสนามแม่เหล็กภายนอกออกไปจะยังคงมีสภาพความเป็นแม่เหล็กอยู่ นั่นคือ วัตถุมีโมเมนต์แม่เหล็กถาวรในโครงสร้างอะตอม วัตถุจำพวกนี้มีสภาพรับไว้ได้เชิงแม่เหล็กเป็นค่าบวก และมีค่ามากกว่า 100 ขึ้นไป หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง คือเป็นวัตถุจำพวกพาราแมกเนติกที่มีค่าของสภาพรับไว้ในเชิงแม่เหล็กมากกว่า 100 ขึ้นไป แร่ที่จัดว่าเป็นจำพวกเฟร์โรแมกเนติก คือแร่ประกอบด้วยธาตุเหล็ก (Fe) โคบอลต์ (Co) นิกเกิล (Ni) กาโดไลเนียม (Gadolinium) และ ไดสพรอเซียม (Dysprosium, Dy) วัตถุจำพวกเฟร์โรแมกเนติก แบ่งย่อยได้ 3 ประเภทคือ

แอนติเฟร์โรแมกเนติก

เฟร์โรแม็กเนติกบริสุทธิ์[แก้]

ประเภทเฟร์โรแมกเนติกบริสุทธิ์ (Pure ferromagnetism) วัตถุที่จัดในประเภทนี้จะมีทิศทางของโมเมนต์แม่เหล็กถาวรที่เรียงในโดเมนทุกๆโดเมน เรียงเป็นแนวขนานตามทิศทางของสนามแม่เหล็ก (ดูในรูปที่ 2) ทำให้มีค่าสภาพรับได้เชิงแม่เหล็กสูงและมีค่าบวก ในธรรมชาติส่วนใหญ่จะพบได้เฉพาะในชาติ เหล็ก นิกเกิล และ โคบอลต์ (กาโดไลเนียม และ ไดสพรอเซียม พบน้อยมาก ไดสพรอเซียม อยู่ในสภาวะแก๊ส ส่วนกาโดไลเนียมสภาพความเป็นแม่เหล็กถูกทำลายได้อุณหภูมิห้อง เราจึงไม่นำมาพิจารณา) ถ้าหิน มีเพียงส่วนประกอบของธาตุ เหล็ก นิกเกิล หรือ โคบอลต์ ไม่จัดเป็นประเภทเฟร์โรแมกเนติกบริสุทธิ์

แอนติเฟร์โรแม็กเนติก[แก้]

เฟร์ริแมกเนติก

ประเภทแอนติเฟร์โรแมกเนติก (antiferromagnetism) เป็นวัตถุที่ถึงแม้ว่าจะมีโมเมนต์แม่เหล็กถาวรประกอบอยู่ในวัตถุ แต่คลิปทางการเรียงตัวของโมเมนต์แม่เหล็กถาวรภายในโดเมนแต่ละโดเมน มีการเรียนในทิศทางตรงกันข้าม และมีขนาดเท่ากัน จึงหักล้างกันหมดไป (ดูในรูปที่ 3) ทำให้มีค่า สภาพรับได้เชิงแม่เหล็กเป็นศูนย์ แร่ที่มีคุณสมบัติประเภทนี้คือ ฮ ีมาไทต์

เฟร์ริแมกเนติก[แก้]

ประเภทเฟร์ริแมกเนติก (ferrimagnetism) เป็นวัตถุที่มีโมเมนต์แม่เหล็กถาวรประกอบอยู่ในวัตถุ และทิศทางการเรียงตัวของโมเมนต์แม่เหล็กถาวรภายในโดเมนมีการเรียงในทิศทางตรงกันข้าม แต่มีขนาดไม่เท่ากัน (ดูในรูปที่ 4) จึงทำให้มีอำนาจแม่เหล็ก และมีค่าสภาพรับได้เชิงแม่เหล็กเป็นบวก วัตถุที่มีคุณสมบัติประเภทนี้ คือ จำพวกเฟร์ไรต์ มีสูตรทางเคมีคือ 3 เมื่อ X คือ Mn, Co, Ni, Cu, Mg, Zn เป็นต้น