لقد عرف الإنسان الظاهرة المغناطيسية من قديم الزمن عند اكتشاف المجنيت وكان ذلك قبل اكتشاف الظواهر الكهر ومغناطيسية بفترة طويلة.
وبرغم أن هذه الظاهرة اعتبرت في حينها بدائية وغير ذات أهمية، فقد كان للاكتشاف المبكر للمغناطيسية أهمية قصوى فـيا بعد، وأول مغناطيس عرف في ذلك الوقت كان مكونا من مادة معدنية طبيعية هي أكسيد الحديد المعروف بحجر المغناطـيس، فقد وجد الصينيون أن هذه الأحجار إذا ما علقت تعليقا حرا فإنها تأخذ وضع الشمال والجنوب الجغرافي، وهكذا سميت هذه الأحجار بالمغناطيس والظواهر والأبحاث المتعلقة بها عر فت بالمغناطيسية.
وقد حقق جلبرت في العام 1600م ظاهرة المغناطيسية لأول مرة، حيث كان يعتقد أن المواد المغناطيسية تعطى تبخرا يشبه الرائحة لا يمكن مشاهدته أو الإحساس به لكنه يستمر لسنوات دون انكماش في المادة، ويستطيع هذا التبخر جذب كل مادة تلتصق به نحو الجسم الذي صدر عنه. ويذكر أيضا أن الإنسان تعرف للمرة الأولى بواسطة هذا الحجر على الظاهرة المغناطيسية والمفاهيم الأساسية المتعلقة بها منذ القدم
 |
| المغناطيسية Magnetism |
المغناطيسية Magnetism
بالرغم من ازدياد عدد الدارسين للمغناطيسية بعد الحصول عل حجر المغناطيس، إلا أن ولادة علم المغناطيسية حدثت بعـد اكتشاف الحديد والتعرف عل خاصية التجاذب والتنافر المتولدة فيه من جراء دلكه بحجر المغناطيس، وعلى هذا الأساس يطلق عل مثل هذه الحادثة المغناطيسية.
تعريف المغناطيسية Magnetism
المغناطيسية هي تأثير ينتج عن تحرك الإلكترونات في مواد معينة مثل الحديد والكوبلت والنيكل وهي العناصر المعروفة فقط التي تمتلك خواص مغناطيسية معينة، ومنها جميعا يبرز الحديد وتعرف المواد التي تشابه الحديد في خواصه المغناطيسية بالمواد عالـية النفاذية المغناطيسية، حيث إن هذه المواد قوى تؤثر عليها إذا ما وضعت بالقرب من مغناطيس.
المغناطيس Magnet
تعرف قطعة الفولاذ لديها القدرة على جذب الأجزاء الفولاذية الواقعة بقربها والإمساك بها مغناطيس.
أنواع المغناطيس
يمكن لنا تقسيم المغناطيس إلى نوعان هما:
مغناطيس كهربائي electromagnet ويعرف بالمغناطيس اللحظي أو غير الدائم.
مغناطيس دائم permanent magnet حيث إن المغناطيسات الدائمة تحتفظ بخواصها المغناطيسية بصفة مستمرة.
يمكن تلخيص أهم خواص المغناطيس فيا يلي:
اتجاه الأقطاب Poles direction
أول خاصية يمكن الإشارة إليها، هي أنه إذا علق مغناطيس بحيث يكون حر الحركة، فإنه يشير دائرا إلى اتجاه ثابت،
يعرف هذا الاتجاه جغرافيا باتجاه (شمال جنوب) ويسمى طرف المغناطـيس الذي يشير إلى الشمال القطب الشمالي (N) للمغناطـيس، وكذلك بالنسبة للقطب الذي يشير إلى الجنوب يعرف بالقطب الجنوبي (S) للمغناطيس.
التأثير المغناطيسي المتبادل
حيث إن الأقطاب المتماثلة القطبية (N-N)، (S-S) في المغناطيسات المختلفة تتنافـر، بينا تتجاذب الأقطاب ذات القطبية المعكوسة (S-N) وهذه هي الخاصية الثانية للمغناطيسية.
وإذا صنعت كرة من مادة مغناطيسية نجد أنها تحتفظ بقطبين أحدهما شمالي والآخر جنوبي، ويؤكد ذلك أن الكرة الأرضية عبارة عن مغناطيس كبير له قطبان مغناطيسيان موجودان في نهاية محور دوران الأرض.
تسميتها من اللاتينـية حيث اشتقت (فيروم Ferrum) وتعني حديد، وقد أظهرت
التجارب أن الفولاذ والكوبلت والنيكل قابلة جميعا للمغنطة، ومقاومة الفولاذ للمغناطيسية بصفة خاصة ضئيلة، وهذا يعني أن موصليته المغناطيسية كبيرة جدا، فجميع المواد في هذه المجموعة معامل نفاذها النسبي أكبر بكثير من الـواحد 1 وفيها تزداد قوة وكثافة مسار المجال المغناطيسي مثل الفولاذ والكوبكلت والنيكل، وهي عموما ذو مقاومة مغناطيسية صغيرة.
وهي المواد التي يكون فيها معامل النفاذ النسبي أكبر قلـيلا أو يساوي الواحد، ويلاحظ أنها تؤثر على تركز وتجمع الفيض المغناطيسي فتقلل من كثافته عند المرور من خلاها، أي أن مقاومتها المغناطيسية كبيرة مثل الألومنيوم والهواء على سبيل المثال، وعموما تعتبر المواد في هذه المجموعة شبه موصلة مغناطيسيا.
وهي مواد موصليتها المغناطيسية رديئة حيث إن معامل النفاذ النسبي لها أقل من الواحد، وهذا يبـين أن مقاومتها المغناطيسية عالية جدا، ويلاحظ ذلك من خلال تهدب وضعف المجال المغناطيسي وتجنبه العـبور خلاها ومن هذه المواد الهيدروجين و البـزموت والنحاس و الفضة والذهب.
ملاحظة
بشكل عام تصنف مواد البارامغناطيسية ومواد ديامغناطيسية ضمن مجموعة واحدة هي مجموعة المواد العازلة أو رديئة التوصيل المغناطيسي أي أنها تعتبر مواد غير مغناطيسية، أما المواد فيرومغناطيسية تعتبر وحدها هي المواد المغناطيسية وعلى هذا الأساس تصنف المواد ضمن مجموعتين (مغناطيسية وغير مغناطيسية).
مغناطيس دائم permanent magnet حيث إن المغناطيسات الدائمة تحتفظ بخواصها المغناطيسية بصفة مستمرة.
خواص المغناطيس
يمكن تلخيص أهم خواص المغناطيس فيا يلي:
اتجاه الأقطاب Poles direction
أول خاصية يمكن الإشارة إليها، هي أنه إذا علق مغناطيس بحيث يكون حر الحركة، فإنه يشير دائرا إلى اتجاه ثابت،
يعرف هذا الاتجاه جغرافيا باتجاه (شمال جنوب) ويسمى طرف المغناطـيس الذي يشير إلى الشمال القطب الشمالي (N) للمغناطـيس، وكذلك بالنسبة للقطب الذي يشير إلى الجنوب يعرف بالقطب الجنوبي (S) للمغناطيس.
التأثير المغناطيسي المتبادل
حيث إن الأقطاب المتماثلة القطبية (N-N)، (S-S) في المغناطيسات المختلفة تتنافـر، بينا تتجاذب الأقطاب ذات القطبية المعكوسة (S-N) وهذه هي الخاصية الثانية للمغناطيسية.
وإذا صنعت كرة من مادة مغناطيسية نجد أنها تحتفظ بقطبين أحدهما شمالي والآخر جنوبي، ويؤكد ذلك أن الكرة الأرضية عبارة عن مغناطيس كبير له قطبان مغناطيسيان موجودان في نهاية محور دوران الأرض.
تصنيف المواد مغناطيسياً Materials Magnetically Classification
مواد فيرومغناطيسية Ferromagnetic Materials
تسميتها من اللاتينـية حيث اشتقت (فيروم Ferrum) وتعني حديد، وقد أظهرت
التجارب أن الفولاذ والكوبلت والنيكل قابلة جميعا للمغنطة، ومقاومة الفولاذ للمغناطيسية بصفة خاصة ضئيلة، وهذا يعني أن موصليته المغناطيسية كبيرة جدا، فجميع المواد في هذه المجموعة معامل نفاذها النسبي أكبر بكثير من الـواحد 1 وفيها تزداد قوة وكثافة مسار المجال المغناطيسي مثل الفولاذ والكوبكلت والنيكل، وهي عموما ذو مقاومة مغناطيسية صغيرة.
مواد بارامغناطيسية Parramagnetic Materials
وهي المواد التي يكون فيها معامل النفاذ النسبي أكبر قلـيلا أو يساوي الواحد، ويلاحظ أنها تؤثر على تركز وتجمع الفيض المغناطيسي فتقلل من كثافته عند المرور من خلاها، أي أن مقاومتها المغناطيسية كبيرة مثل الألومنيوم والهواء على سبيل المثال، وعموما تعتبر المواد في هذه المجموعة شبه موصلة مغناطيسيا.
مواد ديامغناطيسية Diamagnetic Materials
وهي مواد موصليتها المغناطيسية رديئة حيث إن معامل النفاذ النسبي لها أقل من الواحد، وهذا يبـين أن مقاومتها المغناطيسية عالية جدا، ويلاحظ ذلك من خلال تهدب وضعف المجال المغناطيسي وتجنبه العـبور خلاها ومن هذه المواد الهيدروجين و البـزموت والنحاس و الفضة والذهب.
ملاحظة
بشكل عام تصنف مواد البارامغناطيسية ومواد ديامغناطيسية ضمن مجموعة واحدة هي مجموعة المواد العازلة أو رديئة التوصيل المغناطيسي أي أنها تعتبر مواد غير مغناطيسية، أما المواد فيرومغناطيسية تعتبر وحدها هي المواد المغناطيسية وعلى هذا الأساس تصنف المواد ضمن مجموعتين (مغناطيسية وغير مغناطيسية).