강자성의 마법 :회전 전자 이야기
강자성은 철, 니켈 및 코발트와 같은 특정 재료가 강한 자석이 될 수있는 매혹적인 현상입니다. 전자가 이러한 재료 내에서 행동하는 방식에 관한 것입니다.
고장은 다음과 같습니다.
1. 짝을 이루지 않은 전자 : 강자성 물질에서 일부 원자는 외부 껍질에 짝을 이루지 않은 전자를 가지고 있습니다. 이 전자는 작은 자석처럼 작용하며, 각각은 자기 모멘트를 가지고 있습니다.
2. 원자 정렬 : 정상적인 상태에서, 이러한 자기 모멘트는 무작위로 배향되어 서로를 취소합니다.
3. 외부 자기장 : 외부 자기장이 적용될 때, 이들 원자의 짝을 이루지 않은 전자는 자기 모멘트를 필드 방향으로 정렬하는 경향이있다. 이 정렬은 순 자기 모멘트를 생성하여 재료를 자성으로 만듭니다.
4. 도메인 형성 : 재료는 즉시 자석이되지 않습니다. 대신, 그것은 도메인이라는 작은 영역을 형성합니다. 각 도메인 내에서 자기 모멘트는 정렬되지만 도메인 자체는 무작위로 배향됩니다.
5. 도메인 벽 이동 : 외부 자기장이 강화됨에 따라 필드와 정렬되는 도메인이 증가하고 도메인 벽 (도메인 간 경계)이 이동합니다.
6. 포화 점 : 특정 지점에서, 모든 도메인은 외부 필드와 정렬되고, 재료는 포화 지점이라고하는 최대 자화에 도달합니다.
7. 잔류 자기 : 외부 자기장이 제거 되더라도 일부 정렬이 남아서 영구 자석을 만듭니다.
히스테리시스 : 강자성 물질의 자기 특성은 과거의 자기 이력에 의존하여 히스테리시스 루프를 초래합니다. 이는 재료의 자화가 적용된 자기장에 비례하지 않음을 의미합니다.
왜 이것이 중요한가?
Ferromagnetism은 다음을 포함한 다양한 기술에 필수적입니다.
* 자기 저장 장치 : 하드 드라이브, 플로피 디스크 및 자기 테이프는 강자성에 의존하여 데이터를 저장합니다.
* 전기 모터 및 발전기 : 이 장치는 자석을 사용하여 전기 및 전력 기계 시스템을 생성합니다.
* 자기 공명 영상 (MRI) : 강력한 자석은 의료 이미징에 사용되어 신체 내부의 상세한 이미지를 만듭니다.
* 자기 부상 (maglev) : 속도와 효율성을 위해 자기 부상을 사용하는 열차.
Ferromagnetism의 작동 방식을 이해하면 이러한 기술을 개발하고 개선하여보다 효율적이고 강력하게 만듭니다.
