چرا آهنربا مس را جذب نمی‌ کند؟

چرا مس جاذبه‌ای برای آهنربا ندارد!\\. تقریباً همه می‌دانند که آهنرباها به مواد غیرفلزی (مواد دیامغناطیس) مانند: چوب، پلاستیک، شیشه، پنبه، پشم و …. نمی‌چسبند. اما شاید همه ندانند که آهنرباها به تمام فلزات هم نمی‌چسبند. در واقع، بیشتر فلزات شناخته شده، به طور صد در صد مغناطیسی نیستند و در نتیجه به شکل ملموس جذب آهنربا نمی‌شوند!.

چرا آهنربا مس را جذب نمی‌کند

آهنرباها فقط به فلزاتی که دارای خواص مغناطیسی قوی باشند آشکارا می‌چسبند، مثل: آهن، نیکل و چند مورد معدود از دیگر فلزات و آلیاژهای آنها. عمده‌ترین فلزاتی که خواص مغناطیسی ضعیف دارند عبارتند از: آلومینیوم، برنج، مس و سرب. واکنش مواد مختلف در برابر میدان مغناطیسی آهنربا بسیار متفاوت است. مثلاً؛ فلزاتی از قبیل: آهن، نیکل و کبالت به شدّت جذب آهنربا می‌شوند. این فلزات با عنوان مواد فرومغناطیس قوی شناخته می‌شوند.

حالا این میدان مغناطیسی چگونه عمل می‌کند!

اگر می‌خواهید بدانید چرا بعضی از فلزات مانند آهن، جذب آهنربا می‌شوند و برخی دیگر مثل مس، جذب نمی شوند، باید مفهومی به نام میدان مغناطیسی را درک کنید. در یک اتم خنثی حرکت مداری الکترونها در اطراف هستۀ اتم، میدان‌های مغناطیسی کوچکی را ایجاد می‌کند.

چرا آهنربا مس را جذب نمی‌کند

اما در بسیاری از مواد، این میدان‌های مغناطیسی به خاطر تغییر جهت‌های متقارن حرکت الکترون‌ها، همدیگر را خنثی می‌کنند. موادی مانند فلز مس و …. از این قبیل هستند. اما در برخی مواد دیگر، وقتی میدان مغناطیسی به آنها اِعمال می‌شود، اِسپین‌های (مدارات مغناطیسی) الکترون‌های آن ماده با میدان مغناطیسی اِعمال شده همسو می‌شوند.

در این حالت یک میدان مغناطیسی یکپارچه بین دو ماده تشکیل می‌شود، و از اینجا به بعد است که جاذبه به وجود می‌آید. یعنی میدانهای مغناطیسی حاصل از حرکت الکترون‌های موجود در این مواد به ‌جای اینکه یکدیگر را خنثی کنند، به هم می‌پیوندند (یکدیگر را جذب می کنند). و در نتیجه میدان قویتری را ایجاد می‌کنند.

مواد و فلزات فرومغناطیسی

همان طور که ذکر شد، مواد و فلزات فرومغناطیسی به شدّت به طرف میدان‌های مغناطیسی مجاور جذب می‌شوند. این مواد می‌توانند خواص مغناطیسی خود را حتی پس از کنار رفتن آهنربا تا مدتی حفظ کنند. از این مواد و فلزات معمولاً برای ساختن آهنرباهای دائمی استفاده می‌شود.

چرا آهنربا مس را جذب نمی‌کند

اصلی‌ترین فلزات فرومغناطیسی عبارتند از: آهن، فولاد، نیکل، کبالت، منگنز، گادولینیم، دیسپروزیم و لودِستون (نوعی سنگ مگنتیت طبیعی). از میان آلیاژها نیز؛ وارویت (نیکل و آهن)، وایرویت (کبالت و آهن)، آلنیکو (کبالت، آهن، نیکل، آلومینیوم، تیتانیوم و مس) و کرومیندور (کروم، کبالت و آهن) فرومغناطیس قوی هستند.

اساساً می‌توان گفت، هر آلیاژی که ترکیبی از مواد فرومغناطیسی باشد، خود نیز خاصیّت مغناطیسی قوی دارد. اگر شما قطعه‌ای از فلز فرومغناطیس را در نزدیکی یک آهنربای دائمی نگه دارید، جاذبه به اندازه‌ای قوی است که به راحتی احساس می‌شود، و به دست شما نیرو وارد می‌کند.

فلز نرم و فلز سخت

فلزات فرومغناطیسی از میلیاردها اتم منفرد و آزاد تشکیل شده‌اند که دارای خواص مغناطیسی قوی هستند. برخی از فلزات، مانند آهن، از نظر مغناطیسی، فلز نرم نامیده می‌شوند. زیرا هنگامی که آهنربا را در نزدیکی آنها نگه می‌دارید، به یک آهنربای موقت قوی تبدیل می‌شوند. و زمانی هم که آهنربا را برمی‌دارید، تقریباً تمام خاصیت مغناطیسی خود را از دست می‌دهند.

اما بعضی دیگر از فلزات به لحاظ مغناطیسی، فلز سخت نامیده می‌شوند. در این نوع فلزات حتی زمانی که میدان مغناطیسی نزدیک آنها وجود ندارد، خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می‌کنند. آلیاژهای آهن و فلزات خاکی (قلیایی) کمیاب مانند؛ ساماریُم و نِئودیمیم خواص مغناطیسی خود را حتی زمانی که از میدان مغناطیسی کنار می‌روند به خوبی حفظ می‌کنند. از این نوع فلزات و آلیاژها، بسیار برای ساختن آهنرباهای دائمی و با کیفیت استفاده می‌شود.

مواد یا فلزات پارامغناطیس

معمولاً فلزات و مواد پارامغناطیس، جاذبۀ بسیار ضعیفی نسبت به میدان مغناطیسی آهنرباها دارند. همچنین به محض اینکه آهنربا از آنها دور می‌شود خواص مغناطیسی خود را از دست می‌دهند. غالب این فلزات شامل: مس، آلومینیوم، برنج، طلا، سرب، نقره، پلاتین، تنگستن، مولیبدن، تانتالیوم، سِزیم، لیتیوم، منیزیم، سدیم و اورانیوم هستند. خواص مغناطیسی این فلزات تا حد زیادی تحت تأثیر دما و شرایط محیطی است.

چرا آهنربا مس را جذب نمی‌کند

مثلاً؛ آلومینیوم، اورانیوم و پلاتین هنگامی که بسیار سرد هستند، جاذبه خوبی نسبت به میدانهای مغناطیسی دارند. اما در شرایط عادی محیطی، مواد پارامغناطیس نسبت به مواد فرومغناطیس، جاذبه بسیار کمتری در برابر آهنرباها و میدان‌های مغناطیسی از خود نشان می‌دهند. در این حالت برای اندازه‌گیری مقدار کمیّت جاذبۀ مغناطیسی آنها به ابزارهای حساسی نیاز است.

منبع: sciencing