magnetismo

1. Fis.

Imanek eta korronte elektrikoek eragindako erakarpen- eta aldarapen-fenomenoen multzoa, funtsean karga elektrikoen higiduraren ondorio dena; direlako fenomenoak aztertzen dituen fisikaren atala.

1. Fis.
Imanek eta korronte elektrikoek eragindako erakarpen- eta aldarapen-fenomenoen multzoa, funtsean karga elektrikoen higiduraren ondorio dena; direlako fenomenoak aztertzen dituen fisikaren atala.

Magnetismoa Edit

Egilea: Fernando Plazaola

MAGNETISMOA

Karga elektrikoen higidurarekin loturiko fenomenoa da magnetismoa. Higidura hori hainbat eratan ager daiteke. Eroale baten zeharreko korronte elektrikoa izan daiteke edo partikula kargatuen higidura espazioan edo elektroi baten higidura orbita atomiko batean. Magnetismoa lotuta dago partikula elementalekin ere, adibidez, elektroiarekin, spin izeneko propietatea daukatenekin, hain zuzen.

Magnetismoaren oinarria eremu magnetikoak eta haiek materian duten eragina dira; esaterako, karga higikorren desbiderapena eta objektu magnetikoen gaineko indar-momentuak. Eremu magnetikoaren nabaritasuna eremu magnetikoa zeharkatzen duten karga higikorren gaineko indar magnetikoa da; indarra eremuarekiko eta kargaren abiadurarekiko perpendikularra da. Indar horrek partikulak desbideratzen ditu haien abiadura aldatu gabe. Desbiderapena erraz beha daiteke iman iraunkor bat telebista-hodi batera hurbiltzen denean, telebista-hodiko elektroi-sorta desbideratu egiten baita. Adibide arruntagoa da iparrorratzaren gaineko indar-momentua, izan ere, Lur planetaren eremu magnetikoak iparrorratzeko orratzari eragiten dio, eta eremu magnetikoarekin lerrokarazten du. Orratza magnetizaturiko burdin ziri estu bat da, hau da, iman-barra txiki bat. Imanaren mutur bati ipar polo deritzo, eta besteari, hego polo. Ipar eta hego poloen arteko indarra erakarlea da, baina hego-hego poloen eta ipar-ipar poloen artekoa, aldaratzailea. Eremu magnetikoari batzuetan indukzio magnetiko edo fluxu magnetikoaren dentsitate ere baderitzo. Hala ere, B ikurraz adierazten da beti. Eremu magnetikoak tesla (T) unitateetan neurtzen dira —arruntean, B neurtzeko gauss unitatea ere erabiltzen da, baina jada ez da unitate estandarra. 1 gauss = 10-4 tesla—.

Eremu magnetikoaren oinarrizko propietatea da haren fluxua edozein gainazal itxian zehar nulua izatea. Beraz, eremu magnetikoaren lerroak itxiak dira beti (ez dute hasierarik ez amaierarik), hots, bolumen batean sartzen badira, derrigorrean bolumenetik atera beharra daukate. Zentzu horretan, eremu magnetikoa eta eremu elektrikoa oso desberdinak dira, eremu elektrikoaren lerroak kargetan hasi eta amaitu baitaitezke.

Eremu magnetikoen iturri arruntena korronte elektrikoaren begizta da. Korronte elektrikoa eroale zirkular batean zein elektroi baten higidura-orbita atomiko batean egon daiteke. Korronte-begizta bi horiekin elkarturik, momentu dipolar magnetiko bat dago, zeinaren balioa iA den, korrontearen eta begiztaren azaleraren biderkadura, alegia. Horretaz gain, atomoetako elektroiak, protoiak eta neutroiak momentu dipolar magnetikodunak dira, euren spinarekin elkartuta. Momentu dipolar magnetiko horiek eremu magnetikoen beste iturri garrantzitsu dira. Momentu dipolar magnetikodun partikulari hainbatetan dipolo magnetik o deritzo (dipolo magnetikoa iman-barra oso txikitzat har daiteke). Kanpoko eremu magnetiko baten eraginpean jartzen denean, dipolo magnetikoak eremuarekin lerrokarazten duen indar-momentua jasan dezake; kanpoko eremua uniformea ez bada, dipoloak indar bat ere jasan dezake.

Materia orok, mailaren batean, propietate magnetikoak erakusten ditu. Eremu ez-homogeneo batean kokatzean, materia erakarria (paramagnetikoa) edo aldaratua (diamagnetikoa) izango da eremuaren gradientearen norabidean. Propietate horri suszeptibilitate magnetiko deritzo. Propietate hori materiaren suszeptibilitate magnetikoak deskribatzen du, eta eremuan dagoen materiaren magnetizazio-mailaren menpekoa da. Magnetizazioa sustantzia bateko atomoen dipolo magnetikoen neurriaren eta bata besteekiko lerrokatze-mailaren mende dago. Material batzuek, adibidez, burdinak, propietate magnetiko itzelak dituzte (ferromagnetismoa), zeren atomoetako momentu magnetikoen lerrokatzea oso handia baita domeinu izeneko eskualde batzuetan. Baldintza arruntetan, domeinuek elkar ezabatzen duten eremuak dituzte, baina domeinuak elkarrekiko lerrokatuta egon daitezke, eta eremu magnetiko oso bortitzak sortu. Aleazio batzuek, adibidez, NdFeB aleazioak (neodimioa, burdina eta boroa ditu), domeinuak elkarrekiko lerrokaturik mantentzen dituzte, eta iman iraunkorrak eraikitzeko erabiltzen dira. Material horretako hiru milimetro lodi den iman tipikoak sortzen duen eremu magnetiko itzela milaka ampere batzuetako korrontea garraiatzen duten kobre-begiztez eraikitako elektroimanak sortzen duen eremuaren mailakoa da. Material baten domeinuen lerrokatzeak iman bat sortzen du, eta lerrokatze ordenatua nahaspilatuz materialaren propietate magnetikoak suntsitzen dira. Iman bat tenperatura altura berotzean gertatzen den agitazio termikoak propietate magnetikoak suntsitzen ditu.

Magnetismoaren lehen aplikazioa bizi garen planetak sorturikoa da; izan ere, Lurrak iman-barra erraldoi bat bezalako eremu magnetikoa du, Hego polo geografikotik Ipar polo geografikora orientatua (batez beste, Lurraren azalean eremu magnetikoaren balioa 0,5 x 10-4 T da), eta horrek eragin handia du, adibidez, animalien nabigaziorako —eta, noski, baita gurerako ere—. Bestalde, hainbat partikula kargadun, Eguzkitik ihes egin ostean —eguzki-haize deritzona osatzen dute—, Lurraren eremu magnetikoak harrapatzen ditu, eta Van Allenen gerriko etan metatzen dira. Lurraz kanpoko espazioan ere badaude eremu magnetikoak. Gure galaxian zehar, esaterako, eremu magnetikoaren intentsitatea 10-10 T ingurukoa da. Partikula kargadunak, hots, izpi kosmikoak, izarretako hainbat prozesutan sortzen eta azeleratzen dira.

Partikula kargadunen gaineko indar magnetikoek parte handia hartzen dute fisikaren tarte zabal batean, tresna elektronikoetatik hasi eta astrofisika eta plasmaren fisikaraino.

Magnetismoaren aplikazio teknologikoak oso zabalak dira, zeren eremu magnetikoak eta material magnetikoak nahitaezkoak baitira hainbat tresnetan; esaterako, motorretan, alternadoreetan, transformadoreetan eta abarretan. Egun medikuntzan hain erabiliak diren erresonantzia magnetiko bidezko irudigintzak ere eremu magnetiko itzelak ( 1T) behar ditu.