चुंबकत्व क्या है? परिभाषा, उदाहरण, तथ्य

प्राचीन लोगों ने लॉस्टस्टोन का उपयोग किया था, लौह खनिज मैग्नेटाइट से बने प्राकृतिक मैग्नेट। वास्तव में, शब्द "चुंबक" ग्रीक शब्दों से आता है मैग्नेटिस लिथोस, जिसका अर्थ है "मैग्नेसियन पत्थर" या लॉज़स्टोन। थेल्स ऑफ़ मिलेटस ने 625 BCE से 545 BCE के आसपास चुंबकत्व के गुणों की जांच की। भारतीय सर्जन सुश्रुत ने उसी समय के आसपास सर्जिकल प्रयोजनों के लिए मैग्नेट का उपयोग किया। चीनी ने चौथी शताब्दी ईसा पूर्व में चुंबकत्व के बारे में लिखा था और पहली शताब्दी में सुई को आकर्षित करने के लिए एक लॉजस्टोन का उपयोग करने का वर्णन किया था। हालांकि दिशा सूचक यंत्र चीन में 11 वीं शताब्दी और यूरोप में 1187 तक नेविगेशन के लिए उपयोग में नहीं आया।

जब मैग्नेट ज्ञात थे, 1819 तक उनके कार्य के लिए स्पष्टीकरण नहीं था, जब हंस क्रिश्चियन stedrsted ने गलती से लाइव तारों के आसपास चुंबकीय क्षेत्र की खोज की थी। बिजली और चुंबकत्व के बीच संबंध द्वारा वर्णित किया गया था जेम्स क्लर्क मैक्सवेल 1873 में और में शामिल किया गया आइंस्टीन के विशेष सापेक्षता के सिद्धांत 1905 में।

तो, यह अदृश्य शक्ति क्या है? चुंबकत्व विद्युत चुम्बकीय बल के कारण होता है, जो कि एक है चार मौलिक बल प्रकृति का। कोई भी विद्युत चार्ज (विद्युत प्रवाह) एक चुंबकीय क्षेत्र लंबित उत्पन्न करता है।

एक तार के माध्यम से वर्तमान यात्रा के अलावा, चुंबकत्व का उत्पादन स्पिन चुंबकीय क्षणों द्वारा किया जाता है प्राथमिक कण, जैसे कि इलेक्ट्रॉन। इस प्रकार, सभी पदार्थ कुछ हद तक चुंबकीय होते हैं क्योंकि परमाणु नाभिक की परिक्रमा करने वाले इलेक्ट्रॉन एक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करते हैं। एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में, परमाणु और अणु सकारात्मक आवेश वाले विद्युत द्विध्रुव बनाते हैं नाभिक क्षेत्र की दिशा में एक छोटा सा और दूसरे को स्थानांतरित करने वाले नकारात्मक-चार्ज इलेक्ट्रॉनों को आगे बढ़ाता है मार्ग।

सभी सामग्री चुंबकत्व का प्रदर्शन करती हैं लेकिन चुंबकीय व्यवहार परमाणुओं और तापमान के इलेक्ट्रॉन विन्यास पर निर्भर करता है। इलेक्ट्रॉन विन्यास चुंबकीय क्षणों को एक दूसरे को रद्द करने (सामग्री को कम चुंबकीय बनाने) या संरेखित (अधिक चुंबकीय बनाने) का कारण बन सकता है। तापमान बढ़ने से यादृच्छिक तापीय गति बढ़ जाती है, जिससे इलेक्ट्रॉनों को संरेखित करना कठिन हो जाता है, और आमतौर पर चुंबक की ताकत कम हो जाती है।

चुंबकत्व को इसके कारण और व्यवहार के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है। चुंबकत्व के मुख्य प्रकार हैं:

प्रतिचुम्बकत्व: सभी सामग्री प्रदर्शित प्रतिचुम्बकत्व, जो चुंबकीय क्षेत्र द्वारा निरस्त किए जाने की प्रवृत्ति है। हालांकि, अन्य प्रकार के चुंबकत्व डायनामैग्नेटिज़म से अधिक मजबूत हो सकते हैं, इसलिए यह केवल उन सामग्रियों में मनाया जाता है जिनमें कोई अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं। जब इलेक्ट्रॉनों के जोड़े मौजूद होते हैं, तो उनके "स्पिन" चुंबकीय क्षण एक दूसरे को रद्द कर देते हैं। एक चुंबकीय क्षेत्र में, diamagnetic सामग्री को कमजोर रूप से लागू क्षेत्र के विपरीत दिशा में चुंबकित किया जाता है। डायमेग्नेटिक सामग्रियों के उदाहरणों में सोना, क्वार्ट्ज, पानी, तांबा और वायु शामिल हैं।

अनुचुम्बकत्व: में पैरामैग्नेटिक सामग्री, अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन हैं। अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन अपने चुंबकीय क्षणों को संरेखित करने के लिए स्वतंत्र हैं। एक चुंबकीय क्षेत्र में, चुंबकीय क्षण संरेखित होते हैं और लागू क्षेत्र की दिशा में चुंबकित होते हैं, इसे मजबूत करते हैं। पैरामैग्नेटिक सामग्रियों के उदाहरणों में मैग्नीशियम, मोलिब्डेनम, लिथियम और टैंटलम शामिल हैं।

ferromagnetism: फेरोमैग्नेटिक सामग्री स्थायी मैग्नेट बना सकती है और मैग्नेट से आकर्षित होती है। फेरोमैग्नेट में अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन होते हैं, साथ ही इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षण चुंबकीय क्षेत्र से हटाए जाने पर भी संरेखित रहते हैं। फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के उदाहरणों में लोहा, कोबाल्ट, निकल, इन धातुओं के मिश्र धातु, कुछ दुर्लभ पृथ्वी मिश्र और कुछ मैंगनीज मिश्र शामिल हैं।

Antiferromagnetism: फेरोमैग्नेट्स के विपरीत, विपरीत दिशाओं (एंटी-पैरेलल) में एंटीफिरोमैग्नेट पॉइंट में वैलेंस इलेक्ट्रॉनों के आंतरिक चुंबकीय क्षण। परिणाम कोई शुद्ध चुंबकीय क्षण या चुंबकीय क्षेत्र नहीं है। एंटीफेरोमैग्नेटिज्म को हेमटिट, आयरन मैंगनीज और निकल ऑक्साइड जैसे संक्रमण धातु यौगिकों में देखा जाता है।

फेरी चुम्बकत्व: फेरोमैग्नेट्स की तरह, फेरिमैग्नेट्स चुंबकत्व बनाए रखें जब चुंबकीय क्षेत्र से हटा दिया जाता है, लेकिन इलेक्ट्रॉन की पड़ोसी जोड़ी विपरीत दिशाओं में इंगित करती है। सामग्री की जाली व्यवस्था चुंबकीय दिशा को एक दिशा में इंगित करती है, जो दूसरी दिशा में इंगित करने की तुलना में अधिक मजबूत बनाती है। फेरिमैग्नेटिज्म मैग्नेटाइट और अन्य फेराइट में होता है। फेरोमैग्नेट्स की तरह, फेरिमैग्नेट मैग्नेट की ओर आकर्षित होते हैं।

सुपरपैरामग्नेटिज्म, मेटामैग्नेटिज्म और स्पिन ग्लास सहित अन्य प्रकार के चुंबकत्व भी हैं।

कुछ जीवित जीव चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगाते हैं और उनका उपयोग करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र को महसूस करने की क्षमता को मैग्नेटोसेप्शन कहा जाता है। मैग्नेटोसेप्शन में सक्षम प्राणियों के उदाहरणों में बैक्टीरिया, मोलस्क, आर्थ्रोपोड और पक्षी शामिल हैं। मानव आँख में एक क्रिप्टोक्रोम प्रोटीन होता है जो लोगों में कुछ हद तक मैग्नीट्यूप्शन की अनुमति दे सकता है।

बहुत से जीव चुंबकत्व का उपयोग करते हैं, जो कि एक प्रक्रिया है जिसे बायोमैग्नेटिज़्म के रूप में जाना जाता है। उदाहरण के लिए, चिटॉन मोलस्क होते हैं जो अपने दांतों को सख्त करने के लिए मैग्नेटाइट का उपयोग करते हैं। मनुष्य ऊतक में भी मैग्नेटाइट का उत्पादन करते हैं, जो प्रतिरक्षा और तंत्रिका तंत्र के कार्यों को प्रभावित कर सकता है।