نحوه ساخت آهن ربا و دلایل حرکات عجیب آن

بسیاری از ابزارهای الکترونیکی امروزی به آهن ربا نیاز دارند تا کار کنند. این تکیه بر روی آهن ربا نسبتاً‌ جدید است. به خاطر این که ابزارهای جدید آهن رباهایی لازم دارند که قوی تر از آنهایی باشند که در طبیعت پیدا می شوند. آهن ربای طبیعی یک شکل از آهن آهن ربایی شده است که قوی ترین جذب کننده ای است که در طبیعت به وجود آمده. این آهن ربا می تواند اشیای کوچک مثل گیره های کاغذ را جذب کند.

تا قرن 12 مردم کشف کرده بودند که می توانند آهن ربا را مورد استفاده قرار دهند تا قطعه های آهن را مغنناطیسی کنند و یک قطب نما به وجود آورند. همین طور آهن ربای ساییده شده در طول یک سوزن یا عقربه آهنی در یک مسیر، سوزن را آهن ربایی می کند. سپس موقعی که این سوزن آویزان یا معلق می شود خودش را در مسیر شمال-جنوب تنظیم می کند. درنهایت دانشمندی به نام "ویلیام گیلبرت" توضیح داد که این تنظیم شمال-جنوب سوزن های آهن ربایی شده ناشی از حرکت زمین است که خودش مثل آهن ربای عظیمی با قطب های شمال و جنوب است.

اگرچه سوزن قطب نما به نوعی به همان قدرت بسیاری از آهن رباهای دایمی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند نیست، اما به طور کلی فرایند فیزیکی ای که سوزن قطب نما را آهن ربایی می کند و  نیز قطعات بزرگ آهن ربا با ترکیب نئودیمیوم یکی است و به مناطق میکروسکوپی ای دارد که به نام حوزه های مغناطیسی (آهن ربایی) شناخته می شوند بستگی دارد که بخشی از ساختمان فیزیکی مواد فرومغناطیس مثل آهن، کبالت و نیکل هستند.

به طورکلی هر حوزه مغناطیسی به خودی خود یک آهن ربای ریز است. با یک قطب شمال و یک قطب جنوب. در یک ماده فرومغناطیس غیر آهن ربایی، هر یک از نقاط قطب های شمال در مسیری تصادفی هستند و حوزه های مغناطیسی ای که از مسیرهای مخالف منشأ گرفته اند همدیگر را خنثی می کنند. به طوری که مواد یک میدان مغناطیسی شبکه ای تولید نمی کند.

اما برعکس در آهن رباها، بیشتر یا همه حوزه های مغناطیسی در یک مسیر قرار گرفته اند. در نتیجه به جای خنثی کردن یکدیگر، میدان های مغناطیسی میکروسکوپی با هم ترکیب می شوند تا یک میدان مغناطیسی بزرگ به وجود آورند و میدان سراسری را قوی تر می کنند. هر میدان مغناطیسی حوزه مغناطیسی از قطب شمالش به داخل قطب جنوبش از طرف جلوی میدان گسترش می یابد.

 

در یک ماده فرومغناطیس غیر آهن ربایی، میدان های مغناطیسی در مسیرهای تصادفی جهت گیری می کنند

این توضیح می دهد که چرا شکستن یک آهن ربا به دو نیمه دو آهن ربای کوچک تر با قطب های شمال و جنوب به وجود می آورد. همچنین توضیح می دهد که چرا قطب های مخالف همدیگر را جذب می کنند – خطوط میدان، قطب شمال یک آهن ربا را ترک می کنند و طبیعتاً وارد قطب جنوب دیگری می شوند و اساساً یک آهن ربای بزرگ تر به وجود می آورند. همین طور قطب ها همدیگر را می رانند چون خطوط نیرویشان در مسیرهای مخالف حرکت می کند و به جای این که با هم حرکت کنند با یکدیگر تصادف می کنند.

به طور کلی اتصال قطب شمال یک آهن ربا به قطب جنوب یک آهن ربای دیگر یک آهن ربای بزرگ تر به وجود می آورد.

 

در یک آهن ربا، بیشتر یا همه حوزه ها در یک مسیر جهت گیری می کنند

منبع: http://science.howstuffworks.com/magnet1.htm