چرا آهنربا مس را جذب نمی کند ؟

تقریباً همه می‌دانند که آهنرباها به مواد غیرفلزی ( مواد دیامغناطیس ) مانند : چوب، پلاستیک، شیشه، پنبه، پشم و …. نمی‌ چسبند. اما شاید همه ندانند که آهنرباها به تمام فلزات هم نمی‌ چسبند. در واقع، بیشتر فلزات شناخته شده، به طور صد در صد مغناطیسی نیستند و در نتیجه به شکل ملموس جذب آهنربا نمی شوند!.

چرا آهنربا مس را جذب نمی کند

آهنرباها فقط به فلزاتی که دارای خواص مغناطیسی قوی باشند آشکارا می چسبند، مانند : آهن، نیکل و چند مورد معدود از دیگر فلزات و آلیاژهای آنها. عمده ترین 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 مانند آهن، نیکل و کبالت به شدت جذب آهنربا می شوند. این فلزات با عنوان مواد فرومغناطیس قوی شناخته می شوند.

حالا این میدان مغناطیسی چگونه عمل می کند !

اگر می خواهید بدانید چرا بعضی از فلزات مانند آهن، جذب آهنربا می شوند و برخی دیگر مانند مس، جذب نمی شوند، باید مفهومی به نام میدان مغناطیسی را درک کنید. در یک اتم خنثی حرکت مداری الکترون ها در اطراف هستۀ اتم، میدان های مغناطیسی کوچکی را ایجاد می کند.

چرا آهنربا مس را جذب نمی کند

اما در بسیاری از مواد این میدان های مغناطیسی به خاطر تغییر جهت های متقارن حرکت الکترون ها، همدیگر را خنثی می کنند. موادی مانند فلز مس و …. از این قبیل هستند. اما در برخی مواد دیگر، وقتی میدان مغناطیسی به آنها اِعمال می شود، اسپین‌ های ( مدارات مغناطیسی ) الکترون‌ های آن ماده با میدان مغناطیسی اِعمال شده همسو می‌شوند.

در این حالت یک میدان مغناطیسی یکپارچه بین دو ماده تشکیل و جاذبه به وجود می آید. یعنی میدانهای مغناطیسی حاصل از حرکت الکترون ‌های موجود در این مواد به ‌جای اینکه یکدیگر را خنثی کنند، به هم می‌پیوندند ( یکدیگر را جذب می کنند ) و در نتیجه میدان قوی‌ تری را ایجاد می ‌کنند.

مواد و فلزات فرومغناطیسی

همان طور که ذکر شد، مواد و فلزات فرومغناطیسی به شدت به طرف میدان های مغناطیسی مجاور جذب می شوند. این مواد می توانند خواص مغناطیسی خود را حتّی پس از کنار رفتن آهنربا تا مدتی حفظ کنند. از این مواد و فلزات معمولاً برای ساختن آهنرباهای دائمی استفاده می شود.

چرا آهنربا مس را جذب نمی کند

اصلی ترین 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 می توان گفت، هر آلیاژی که از مواد فرومغناطیسی ترکیب شده باشد، خود نیز خاصیّت مغناطیسی قوی دارد. اگر شما قطعه ای از فلز فرومغناطیس را در نزدیکی یک آهنربای دائمی نگه دارید، جاذبه به اندازه ای قوی است که براحتی احساس می شود و به دست شما نیرو وارد می کند.

فلز نرم و فلز سخت

فلزات فرومغناطیسی از میلیاردها اتم منفرد و آزاد تشکیل شده اند که دارای خواص مغناطیسی قوی هستند. برخی از فلزات، مانند آهن، از نظر مغناطیسی، فلز نرم نامیده می شوند، زیرا هنگامی که آهنربا را در نزدیکی آنها نگه می دارید، به یک آهنربای موقت قوی تبدیل می شوند. و زمانی که آهنربا را برمی دارید، تقریباً تمام خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند.

اما بعضی دیگر از فلزات به لحاظ مغناطیسی، فلز سخت نامیده می شوند. در این نوع فلزات حتی زمانی که میدان مغناطیسی نزدیک آنها وجود ندارد، خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کنند. آلیاژهای آهن و فلزات خاکی ( قلیایی ) کمیاب مانند؛ ساماریم و نئودیمیم خواص مغناطیسی خود را حتی زمانی که از میدان مغناطیسی کنار می روند حفظ می کنند. از این نوع فلزات و آلیاژها، بسیار برای ساختن آهنرباهای دائمی و با کیفیت استفاده می شود.

مواد یا فلزات پارامغناطیس

معمولاً فلزات و مواد پارامغناطیس، جاذبۀ بسیار ضعیفی نسبت به میدان مغناطیسی آهنرباها دارند. به محض اینکه آهنربا از آنها دور می شود خواص مغناطیسی خود را از دست می دهند. 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 نمی کند

مثلاً؛ آلومینیوم، اورانیوم و پلاتین هنگامی که بسیار سرد هستند، جاذبه خوبی نسبت به میدان های 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 می دهند. در این حالت برای اندازه گیری مقدار کمیّت جاذبۀ مغناطیسی آنها به ابزارهای حساسی نیاز است.

منبع : sciencing