CO JE RELATIVNÍ PROPUSTNOST? - FYZICKÝ - 2025

Relativní propustnost je měřítkem schopnosti z materiálu způsobem, projíždějí proudem bez ztráty své Vlastnosti- ohledem na další materiál, který slouží jako na odkaz. Vypočítá se jako poměr mezi propustností studovaného materiálu a propustnosti referenčního materiálu. Proto je to množství, které postrádá rozměry.

Obecně řečeno o propustnosti uvažujeme o toku tekutin, obvykle vody. Existují však i jiné prvky, které mohou procházet látkami, například magnetická pole. V tomto případě se jedná o magnetickou permeabilitu a relativní magnetickou permeabilitu.

Nikl má vysokou relativní magnetickou permeabilitu, proto mince silně přilnou k magnetu. Zdroj: Pixabay.com.

Propustnost materiálů je velmi zajímavá vlastnost, bez ohledu na typ toku, který jimi prochází. Díky tomu je možné předvídat, jak se tyto materiály budou chovat za velmi rozmanitých okolností.

Například propustnost půdy je velmi důležitá při stavbě staveb, jako jsou kanalizace, chodníky a další. Pro plodiny je důležitá propustnost půdy.

Pro život propustnost buněčných membrán umožňuje, aby byla buňka selektivní tím, že nechá nezbytné látky, jako jsou živiny, procházet a odmítat jiné, které mohou být škodlivé.

Pokud jde o relativní magnetickou permeabilitu, poskytuje nám informace o reakci materiálů na magnetická pole způsobená magnety nebo živými dráty. Takové prvky oplývají technologií, která nás obklopuje, takže stojí za to prozkoumat, jaké účinky mají na materiály.

Relativní magnetická propustnost

Velmi zajímavou aplikací elektromagnetických vln je usnadnění průzkumu ropy. Je založeno na znalosti toho, jak moc je vlna schopna proniknout do podloží, než je tím utlumena.

To poskytuje dobrou představu o druhu hornin, které jsou na určitém místě, protože každá hornina má jinou relativní magnetickou permeabilitu v závislosti na jejím složení.

Jak bylo řečeno na začátku, kdykoli hovoříme o relativní propustnosti, termín „relativní“ vyžaduje porovnání velikosti předmětného materiálu s materiálem jiného, ​​který slouží jako reference.

To platí vždy, bez ohledu na to, zda je to propustnost pro kapalinu nebo pro magnetické pole.

Vakuum má propustnost, protože elektromagnetické vlny tam nemají problém s cestováním. Je dobré použít tuto referenční hodnotu pro nalezení relativní magnetické propustnosti jakéhokoli materiálu.

Propustnost vakua není nic jiného než známá konstanta Biot-Savartova zákona, která se používá pro výpočet magnetického indukčního vektoru. Jeho hodnota je:

Tato velikost popisuje, jak je magnetická odezva média porovnávána s odezvou ve vakuu.

Nyní může být relativní magnetická propustnost rovna 1, menší než 1 nebo větší než 1. Závisí to na daném materiálu a také na teplotě.

• Je zřejmé, že pokud μ _r = 1, médium je vakuum.
• Pokud je menší než 1, jedná se o diamagnetický materiál
• Pokud je větší než 1, ale ne moc, je materiál paramagnetický
• A pokud je mnohem větší než 1, je materiál feromagnetický.

Teplota hraje důležitou roli v magnetické propustnosti materiálu. Ve skutečnosti tato hodnota není vždy konstantní. Jak se teplota materiálu zvyšuje, stává se vnitřně nepořádkem, takže jeho magnetická odezva klesá.

Diamagnetické a paramagnetické materiály

Diamagnetické materiály reagují negativně na magnetická pole a odrazují je. Michael Faraday (1791-1867) objevil tuto vlastnost v roce 1846, když zjistil, že kousek bizmutu byl odpuzen kterýmkoli z pólů magnetu.

Nějak magnetické pole magnetu indukuje pole v opačném směru uvnitř bizmutu. Tato vlastnost se však neomezuje pouze na tento prvek. Všechny materiály to mají do určité míry.

Je možné ukázat, že magnetizace sítě v diamagnetickém materiálu závisí na vlastnostech elektronu. A elektron je součástí atomů jakéhokoli materiálu, takže všechny mohou mít v určitém okamžiku diamagnetickou odezvu.

Voda, vzácné plyny, zlato, měď a mnoho dalších jsou diamagnetické materiály.

Na druhé straně paramagnetické materiály mají vlastní magnetizaci. Proto mohou například pozitivně reagovat na magnetické pole magnetu. Mají magnetickou propustnost podobnou hodnotě μ _nebo.

V blízkosti magnetu se mohou také magnetizovat a stát se vlastními magnety, ale tento efekt zmizí, když je skutečný magnet odstraněn z okolí. Hliník a hořčík jsou příklady paramagnetických materiálů.

Skutečně magnetické materiály: ferromagnetismus

Paramagnetické látky jsou v přírodě nejhojnější. Existují však materiály, které jsou snadno přitahovatelné permanentními magnety.

Jsou schopni získat magnetizaci sami. Jedná se o železo, nikl, kobalt a vzácné zeminy jako gadolinium a dysprosium. Kromě toho jsou některé slitiny a sloučeniny mezi těmito a jinými minerály známé jako feromagnetické materiály.

Tento typ materiálu zažívá velmi silnou magnetickou odezvu na vnější magnetické pole, například magnet. To je důvod, proč se niklové mince drží na magnetech. A zase tyčinkové magnety ulpívají na chladničkách.

Relativní magnetická propustnost feromagnetických materiálů je mnohem větší než 1. Uvnitř mají malé magnety nazývané magnetické dipóly. Když se tyto magnetické dipóly vyrovnají, zesilují magnetický efekt uvnitř feromagnetických materiálů.

Když jsou tyto magnetické dipóly v přítomnosti vnějšího pole, rychle se s ním vyrovná a materiál se drží magnetu. Přestože je vnější pole potlačeno a pohybuje se magnetem pryč, uvnitř materiálu zůstává zbytková magnetizace.

Vysoké teploty způsobují vnitřní poruchu ve všech látkách a způsobují takzvané „tepelné míchání“. S teplem magnetické dipóly ztrácejí své zarovnání a magnetický efekt mizí.

Curieova teplota je teplota, při které magnetický efekt zcela zmizí z materiálu. Při této kritické hodnotě se feromagnetické látky stanou paramagnetickými.

Zařízení pro ukládání dat, jako jsou magnetické pásky a magnetické paměti, využívají feromagnetismus. Také s těmito materiály jsou magnety s vysokou intenzitou vyráběny s mnoha využitími ve výzkumu.

Reference

1. Tipler, P., Mosca G. (2003). Fyzika pro vědu a technologii, svazek 2. Redakční Reverte. Strany 810-821.
2. Zapata, F. (2003). Studium mineralogií spojených s ropným vrtem Guafita 8x náležejícím do oblasti Guafita (Apure State) pomocí měření magnetické susceptibility a spektroskopie Mossbauer. Diplomová práce. Venezuelská centrální univerzita.