4 magnetism

Upload: vladalucard1

Post on 14-Jan-2016

220 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

hg

TRANSCRIPT

  • n 1826 Andre-Marie Ampere considera c un magnet are un cmp magnetic intern produs de nite cureni electrici circulari microscopici.

    Acetia ar trebui s aibe valori uriae de 1,76MegaAmperi/m, dar atunci cum de magnetul nu se topete. Deoarece acetia exist indefinit de mult timp, cum se face c acetia nu degajeaz deloc cldur? =movie

  • Cunoaterea magnetismului este strns legat de progresul n cunoaterea structurii atomului.De-abia un secol mai trziu, n 1907, Pierre Weiss bazndu-se pe ideea lui Ampere introduce un cmp molecular intern H care este proporional cu magnetizarea feromagnetului M.

  • n 1845 Faraday a descoperit substane pe care le-a numit paramagnetice a cror magnetizare crete cu creterea cmpului magnet extern.n 1895 Pierre Curie a artat c scderea temperaturii are acelai efect: crete magnetizarea paramagneticilor.n 1905 Paul Langevin a artat c efectul poate fi explicat prin rotaia unor magnei microscopici care la temperaturi mari sunt dezordonai.

  • n 1845 Faraday a descoperit substane pe care le-a numit diamagnetice a cror magnetizare scade cu creterea cmpului magnet extern.n 1905 Paul Langevin a artat c efectul poate fi explicat prin micorarea magnetizrii unor magnei microscopici orientai pe direcia cmpului extern i scderea magnetizrii pt. cei orientai n direcie opus.

  • Pt. para- i dia-magnetism explicaia magneilor microscopici era satisfctoare. Pt. feromagnetism NU era. Un feromagnet i pierdea orientarea spontan a magneilor microscopici dac era nclzit la T=943 K. Aceasta nsemna c exista un cmp magnetic intern uria, de 100 de ori mai mare dect cmpul magnetic din exteriorul feromagnetului! Singura explicaie era c magneii microscopici aveau o magnetizare uria care se compensa. De ex. prin orientarea antiparalel a magneilor microscopici antiferomagnetism.

  • Anul 1911. Derut total n magnetismul clasic!Niels Bohr i ulterior (1918) Leeuwen au artat riguros c la echilibru termic magnetizarea electronilor este nul.

    E vorba de electronii clasici nerelativiti care verific ecuaiile lui Maxwell i mecanica statistic clasic.

    Adio dia-, para- i fero-magnetism! n teoria fizicii clasic nu exist loc pt. voi, dei experimentul spunea altceva.

  • Dilema e eliminat n 1922 de experimentul celebru a lui Stern i Gerlach care arat c momentul magnetic orbital al electronilor Mo este cuantificat. n 1925 Uhlenbeck i Goudsmit arat c exist i un moment magnetic intrinsec al electronilor datorat spinului Ms. Ciudenia era c Ms=2Mo i dac se considera c electronul este o sfer ce se nvrte n jurul su atunci viteza radial >c (viteza luminii)! reprezentarea clasic a electronului este greitn 1928 Dirac a unificat teoria cuantic cu teoria relativitii i n ea spinul apare n mod natural cu termenul 2 menionat mai sus (Ms=2Mo).Magnetismul exist numai n teoria cuantic relativist!

  • n 1928 Heisenberg i Dirac (n imagine mpreun la Chicago) explic feromagnetismul prin interaciunea de schimb dintre spinii electronilor.

  • Dar ce se ntmpl la magnetizarea unui feromagnet?Magnetita este format din domenuri magnetice de dimensiuni micrometrice cu orientare magnetic haotic.La aplicarea unui cmp magnetic extern, domenurile se orienteaz preponderent pe o anumit direcie.De fapt e jocul a 2 tendine opuse: ordonare paralel la distane mici n interiorul domenurilor i ordonare antiparalel la distane mari ntre domenuri.nainte de magnetizare dup magnetizare

  • Cea mai important caracteristic a magneilor este curba de histerezis, care exprim magnetizarea M n funcie de cmpul magnetic extern aplicat H.Poriunea OS - viitorul magnet trece din starea iniial nemagnetizat n starea de saturare a magnetizrii (indiferent ct mai cretem cmpul extern, magnetizarea M nu mai crete).

    Poriunea RS - La scderea cmpului magnetul nu se demagnetizeaz, ci va avea o magnetizare remanent.O SOSR

  • Datorit calitii nesatisfctoare a oelului cea mai mare problem a magneilor a fost c se demagnetizau n timp.n 1743 Daniel Bernoulli inventeaz magnetul-potcoav care i mrea considerabil timpul de magnetizare. Problema e legat de cmpul coercitiv Hc- cmpul care aplicat n sens invers determin demagnetizarea magnetului.

    Pe atunci Hc era mai mic sau egal cu cmpul de saturare Hs.

    HcHs

  • Marea realizare a sec. XX a fost dobndirea miestriei n manipularea coercitivitii: inventarea magneilor cu adevrat permaneni care au Hc>Hs i care nu se demagnetizeaz indiferent de form.

    Aceasta a permis micorarea dimensiunilor magnetului pt. aceeai magnetizare. n imagine magnet din 1750 fa de magnetul din 1960 pe baz de pmnturi rare Sm-Co, urmat n 1980 de magnetul de Fe-B.Cel mai recent magnet din 1990 pe baz de Sm-Fe-Ni.

  • Prima nregistrare magnetic a fost fcut n 1900 la Expoziia Universal din Paris.mpratul Franz-Joseph al Austriei a vorbit la aparatul inginerului danez Valdemare Poulsen.

    Patentul a fost vndut americanilor care au dat faliment datorit unui management defectuos i l-au vndut germanilor, firmei AEG care l-a dezvoltat n ani 1920-1945.

  • Tehnologia magnetofonului a fost descoperit la sosirea aliailor n 1945. Calitatea era att de bun nct unul dintre magnetofoanele capturate a fost folosit imediat la emisiunile postului de radio ABC. Iniial magnetofonul era folosit numai n instituiile guvernamentale, dar n anii 1950 acesta ncepe s fie produs comercial. n 1956 firma Ampex produce primul videorecorder.n 1953 o echip de la MIT produce prima memorie magnetic. Aceasta avea s fie folosit timp de 20 pn ce a fost nlocuit de tehnologia semiconductorilor n RAM.Memoria magnetic mai este folosit i azi n hard-disk-uri.