ČO JE RELATÍVNA PRIEPUSTNOSŤ? - FYZICKÝ - 2026

Relatívna priepustnosť je meradlom schopnosti z materiálu spôsobom, prechádzajú prúdom bez straty svojej Vlastnosti- ohľadom na ďalší materiál, ktorý slúži ako na odkaz. Vypočíta sa ako pomer medzi priepustnosťou skúmaného materiálu a priepustnosťou referenčného materiálu. Preto je to množstvo, ktoré nemá rozmery.

Všeobecne povedané o priepustnosti uvažujeme o prúdení tekutín, obyčajne vody. Existujú však aj ďalšie prvky, ktoré sú schopné prechádzať látkami, napríklad magnetické polia. V tomto prípade hovoríme o magnetickej permeabilite a relatívnej magnetickej permeabilite.

Nikel má vysokú relatívnu magnetickú permeabilitu, a preto mince pevne priľnú k magnetu. Zdroj: Pixabay.com.

Priepustnosť materiálov je veľmi zaujímavá vlastnosť bez ohľadu na typ toku, ktorý nimi prechádza. Vďaka tomu je možné predvídať, ako sa budú tieto materiály správať za veľmi rozmanitých okolností.

Napríklad priepustnosť pôdy je veľmi dôležitá pri stavebných konštrukciách, ako sú odtoky, vozovky a ďalšie. Aj pri plodinách je relevantná priepustnosť pôdy.

Permeabilita bunkových membrán umožňuje selektivitu bunky tým, že nechá preniesť potrebné látky, ako sú živiny, a odmietne iné, ktoré môžu byť škodlivé.

Pokiaľ ide o relatívnu magnetickú permeabilitu, poskytuje nám informácie o reakcii materiálov na magnetické pole spôsobené magnetmi alebo živými drôtmi. Takéto prvky oplývajú technológiou, ktorá nás obklopuje, takže stojí za to preskúmať, aký vplyv majú na materiály.

Relatívna magnetická permeabilita

Veľmi zaujímavou aplikáciou elektromagnetických vĺn je uľahčenie prieskumu ropy. Je založená na poznaní toho, do akej miery je vlna schopná preniknúť do podložia skôr, ako je ním zoslabená.

Toto poskytuje dobrú predstavu o type hornín, ktoré sú na určitom mieste, pretože každá hornina má inú relatívnu magnetickú permeabilitu v závislosti od jej zloženia.

Ako už bolo povedané na začiatku, vždy, keď hovoríme o relatívnej priepustnosti, termín „relatívny“ vyžaduje porovnanie závažnosti určitého materiálu s materiálom iného, ​​ktorý slúži ako referencia.

To platí vždy, bez ohľadu na to, či je to priepustnosť pre kvapalinu alebo pre magnetické pole.

Vákuum má priepustnosť, pretože elektromagnetické vlny tam nemajú problém cestovať. Je dobré vziať to ako referenčnú hodnotu, aby ste našli relatívnu magnetickú permeabilitu akéhokoľvek materiálu.

Priepustnosť vákua nie je nič iné ako dobre známa konštanta zákona Biot-Savart, ktorý sa používa na výpočet magnetického indukčného vektora. Jeho hodnota je:

Táto veľkosť opisuje, ako sa magnetická odozva média porovnáva s odozvou vo vákuu.

Teraz sa relatívna magnetická permeabilita môže rovnať 1, menej ako 1 alebo viac ako 1. To závisí od príslušného materiálu a tiež od teploty.

• Je zrejmé, že ak μ _r = 1, je médiom vákuum.
• Ak je menší ako 1, jedná sa o diamagnetický materiál
• Ak je väčší ako 1, ale nie príliš, materiál je paramagnetický
• A ak je oveľa väčší ako 1, materiál je feromagnetický.

Teplota hrá dôležitú úlohu v magnetickej permeabilite materiálu. V skutočnosti táto hodnota nie je vždy konštantná. Keď teplota materiálu stúpa, vnútorne sa stáva neusporiadaným, takže jeho magnetická odozva klesá.

Diamagnetické a paramagnetické materiály

Diamagnetické materiály reagujú negatívne na magnetické polia a odpudzujú ich. Michael Faraday (1791-1867) objavil túto vlastnosť v roku 1846, keď zistil, že kúsok bizmutu bol odrazený ktorýmkoľvek z pólov magnetu.

Magnetické pole magnetu nejako indukuje pole v opačnom smere vo vnútri bizmutu. Táto vlastnosť sa však neobmedzuje výlučne na tento prvok. Všetky materiály to majú do istej miery.

Je možné ukázať, že magnetizácia siete v diamagnetickom materiáli závisí od charakteristík elektrónu. Elektrón je súčasťou atómov akéhokoľvek materiálu, takže všetky môžu mať v určitom bode diamagnetickú odozvu.

Voda, vzácne plyny, zlato, meď a mnoho ďalších sú diamagnetické materiály.

Na druhej strane paramagnetické materiály majú svoju vlastnú magnetizáciu. Preto môžu napríklad pozitívne reagovať na magnetické pole magnetu. Majú magnetickú priepustnosť podobnú hodnote μ _alebo .

V blízkosti magnetu sa môžu tiež zmagnetizovať a stať sa vlastnými magnetmi, tento efekt však zmizne, keď sa skutočný magnet odstráni z okolia. Hliník a horčík sú príklady paramagnetických materiálov.

Skutočne magnetické materiály: feromagnetizmus

Paramagnetické látky sú v prírode najhojnejšie zastúpené. Existujú však materiály, ktoré sú ľahko priťahovateľné permanentnými magnetmi.

Sú schopní získať magnetizáciu sami. Sú to železo, nikel, kobalt a vzácne zeminy ako gadolínium a dysprosium. Okrem toho sú niektoré zliatiny a zlúčeniny medzi týmito a inými minerálmi známe ako feromagnetické materiály.

Tento typ materiálu pociťuje veľmi silnú magnetickú reakciu na vonkajšie magnetické pole, napríklad magnet. To je dôvod, prečo sa niklové mince držia na magnetoch. A tyčinkové magnety zase držia v chladničkách.

Relatívna magnetická permeabilita feromagnetických materiálov je oveľa vyššia ako 1. Vo vnútri majú malé magnety nazývané magnetické dipóly. Keď sa tieto magnetické dipóly vyrovnajú, zosilňujú magnetický efekt vo feromagnetických materiáloch.

Ak sú tieto magnetické dipóly v prítomnosti vonkajšieho poľa, rýchlo sa s nimi vyrovnajú a materiál sa drží magnetu. Aj keď je vonkajšie pole potlačené, pri pohybe magnetu preč, vo vnútri materiálu zostáva zvyšková magnetizácia.

Vysoké teploty spôsobujú vnútorné poruchy vo všetkých látkach a spôsobujú takzvané „tepelné miešanie“. Pri pôsobení tepla magnetické dipóly strácajú svoju orientáciu a magnetický efekt ustupuje.

Curieova teplota je teplota, pri ktorej magnetický efekt úplne zmizne z materiálu. Pri tejto kritickej hodnote sa feromagnetické látky stanú paramagnetickými.

Zariadenia na ukladanie údajov, ako sú magnetické pásky a magnetické pamäte, využívajú feromagnetizmus. Aj s týmito materiálmi sa magnety vysokej intenzity vyrábajú s mnohými použitiami vo výskume.

Referencie

1. Tipler, P., Mosca G. (2003). Fyzika pre vedu a techniku, ročník 2. Redakčná reverenda. Strany 810 - 821.
2. Zapata, F. (2003). Štúdium mineralogií spojených s ropným vrtom Guafita 8x patriacim do oblasti Guafita (Apure State) pomocou meraní magnetickej susceptibility a spektroskopie Mossbauer. Diplomová práca. Venezuelská centrálna univerzita.