Manyetizma Nedir?

Mıknatıs ve Manyetizma

19 Eylül 2020

Manyetizma Hakkında Bilinmesi Gereken Her şey

Mıknatıs eski insanlara manyetizma sihir gibi görünmüş olmalı. Binlerce yıl sonra, manyetik malzemelerin içinde neler olduğunu, atomik yapılarının manyetik özelliklerine nasıl neden olduğunu ve elektrik ve manyetizmanın gerçekte aynı madalyonun iki yüzü olduğunu anlıyoruz. 

Bilim adamları manyetizmanın belirli malzemeler arasındaki tuhaf, görünmez çekim gücü olduğunu söylerlerdi; bugün, onu elektrik akımlarının (hareket eden elektronların neden olduğu) yarattığı bir kuvvet olarak tanımlama ihtimalimiz daha yüksektir.

Reklamlar

Mıknatıslar Hakkında Bilmemiz Gerekenler

Neredeyse herkes, mıknatısların nasıl davrandığına dair şu altı temel gerçeği bilir:

  1. Bir mıknatısın biri kuzey kutbu veya kuzeye bakan kutup olarak adlandırılan kutup adı verilen iki ucu vardır, diğeri ise güney kutbu veya güneye bakan kutup olarak adlandırılır.
  2. Bir mıknatısın kuzey kutbu, ikinci bir mıknatısın güney kutbunu çekerken, bir mıknatısın kuzey kutbu diğer mıknatısın kuzey kutbunu iter. 
  3. Bir mıknatıs, çevresinde manyetik alan adı verilen görünmez bir manyetizma alanı oluşturur.
  4. Bir mıknatısın kuzey kutbu, kabaca Dünya’nın kuzey kutbunu işaret eder ve bunun tersi de geçerlidir. Bunun nedeni, Dünya’nın kendisinin manyetik malzemeler içermesi ve devasa bir mıknatıs gibi davranmasıdır.
  5. Bir çubuk mıknatısı ikiye bölerseniz, her biri kendi kuzey ve güney kutbu olan iki yeni, daha küçük mıknatıs elde edersiniz.
  6. Bir mıknatısı manyetik olmayan bir manyetik malzeme parçasının (demir çivi gibi) üzerinde birkaç kez çalıştırırsanız, onu bir mıknatısa da dönüştürebilirsiniz. Buna manyetizasyon denir.

Manyetik Alan Nedir?

Bir masanın üzerine bir çubuk mıknatıs (dikdörtgen şeklinde, bazen kuzey ve güney kutupları farklı renklere boyanmış) veya bir at nalı mıknatısı (sıkı bir U şeklinde bükülmüş) koyduğunuzu ve yakınına demir bir çivi yerleştirdiğinizi varsayalım. 

Mıknatısı çiviye doğru yavaşça iterseniz, çivinin zıpladığı ve mıknatısa yapıştığı bir nokta gelir. Çevresinde yayılan görünmez bir manyetik alana sahip mıknatıslardan kastettiğimiz budur. 

Bunu açıklamanın bir başka yolu, bir mıknatısın “belirli bir mesafede hareket edebileceğini” söylemektir: aslında dokunmadığı diğer nesneler üzerinde itme veya çekme kuvvetine neden olabilir). Mıknatıs ve Manyetizma

Manyetik alanlar sadece havadan değil, her türlü malzemeden geçebilir. Muhtemelen buzdolabınızın kapısına parlak renkli mıknatıslarla yapıştırılmış küçük notlarınız vardır, böylece manyetik alanların kâğıdı kestiğini görebilirsiniz. 

Uzun bir ataç zincirini almak için bir mıknatıs kullandığınızda, her bir klips bir sonrakini mıknatıslarken, bir mıknatıs kullandığınız numarayı yapmış olabilirsiniz. Bu küçük deney bize, bir manyetik alanın demir gibi manyetik malzemelerden geçebileceğini söylüyor.

Manyetizmayı Nasıl Ölçebiliriz?

Bir mıknatısın etrafındaki alanın gücü ne kadar yaklaştığınıza bağlıdır, mıknatısa çok yakındır ve uzaklaştıkça hızla düşer. (Bu nedenle, masanızdaki küçük bir mıknatısın onları çekmek için şeylere oldukça yakın olması gerekir.)

Manyetik alanların gücünü gauss ve tesla olarak adlandırılan birimlerle ölçüyoruz (adını elektrik öncüsü Nikola Tesla, 1856–1943’ten alan modern SI birimi). 

Dünya’nın manyetik alanının kuvvetinin çok zayıf olduğunu tipik bir çubuk veya buzdolabı mıknatısınınkinden yaklaşık 100-1000 kat daha zayıf olduğunu not etmek ilginçtir.

Dünya’da sizi yere yapıştıran kuvvet manyetizma değil yerçekimidir. Yerçekimi o kadar güçlü olmasaydı, Dünya’nın manyetizmasını çok daha fazla fark ederdik.

Mıknatısları Ne İçin Kullanıyoruz?

Çevrenizdeki kaç şeyin manyetizma veya elektromanyetizma ile çalıştığına şaşırabilirsiniz. Elektrik motorlu her elektrikli cihaz (elektrikli diş fırçanızdan çim biçme makinenize kadar her şey) elektriği harekete dönüştürmek için mıknatıslar kullanır. Mıknatıs ve Manyetizma bu kapsama girer.

Motorlar, tel bobinlerde geçici manyetizma oluşturmak için elektrik kullanır. Bu şekilde üretilen manyetik alan, sabit bir mıknatısın sabit alanına karşı iter ve motorun iç kısmını yüksek hızda döndürür. Her türden makineyi sürmek için bu eğirme hareketini kullanabilirsiniz.

Buzdolabınızda kapıyı kapalı tutan mıknatıslar vardır. Mıknatıslar, bilgisayarınızın sabit sürücüsündeki verileri (dijital bilgileri) okur ve eski moda kişisel müzik setlerindeki kasetlere yazar. 

Hoparlörlerinizde veya kulaklıklarınızda bulunan mıknatıs, depolanan müziği tekrar duyabileceğiniz seslere dönüştürmenize yardımcı olur. 

Ciddi bir iç hastalığa yakalanmışsanız, manyetik alan kalıplarını kullanarak dünyayı cildinizin altına çeken NMR (nükleer manyetik rezonans) adı verilen bir tür vücut taramasına sahip olabilirsiniz. 

Mıknatıslar, metal çöplerinizi geri dönüştürmek için kullanılır (çelik yiyecek kutuları son derece manyetiktir ancak alüminyum içecek kutuları değildir, bu nedenle bir mıknatıs, iki farklı metali ayırmanın kolay bir yoludur).

Manyetik Malzemeler

Demir, manyetik malzemelerin kralıdır, mıknatısları düşündüğümüzde hepimizin düşündüğü metaldir. Diğer yaygın metallerin çoğu (bakır, altın, gümüş ve alüminyum gibi) ilk bakışta manyetik değildir ve çoğu ametal (kâğıt, ahşap, plastik, beton, cam ve pamuk ve yün gibi tekstil ürünleri dahil) manyetik değildir. 

Ancak demir tek manyetik metal değildir. Nadir Toprak metalleri (özellikle samaryum ve neodim) olarak bilinen Periyodik Tablonun bir kısmına ait olan nikel, kobalt ve elementler (kimyagerlerin bilinen tüm kimyasal elementleri tanımlamak için kullandığı düzenli düzenleme) da iyi mıknatıslar yapar. 

En iyi mıknatıslardan bazıları bu elementlerin birbirleriyle ve diğer elementlerle alaşımlarıdır (karışımları). Ferritler (demir, oksijen ve diğer elementlerden oluşan bileşikler) ayrıca mükemmel mıknatıslar oluşturur. 

Lodestone (manyetit olarak da adlandırılır) Dünya’da yaygın olarak bulunan bir ferrit örneğidir (FeO · Fe 2 O 3 kimyasal formülüne sahiptir).

Demir gibi malzemeler, yanlarına bir mıknatıs koyduğunuzda iyi bir geçici mıknatısa dönüşür, ancak mıknatısı tekrar aldığınızda manyetizmalarının bir kısmını veya tamamını kaybetme eğilimindedir. Bu malzemelerin manyetik olarak yumuşak olduğunu söylüyoruz. 

Aksine, demir alaşımları ve nadir toprak metalleri, onları bir manyetik alandan çıkardığınızda bile manyetizmalarının çoğunu korurlar, bu yüzden kalıcı mıknatıslar oluştururlar. Bu malzemelere manyetik olarak sert manyetik diyoruz.

Tüm malzemelerin manyetik veya manyetik olmadığını söylemek doğru mu? Eskiden insanlar böyle düşünüyordu ama bilim adamları artık manyetik olmadığını düşündüğümüz malzemelerin manyetizmadan son derece zayıf da olsa etkilendiğini biliyorlar. Bu duruma bir malzemenin mıknatıslanma derecesine duyarlılığı denir.

Manyetizmanın Kısa Tarihi

Antik dünya: Manyetizma eski Yunanlılar, Romalılar ve Çinliler tarafından bilinir. Çinliler, Feng Shui’de jeomantik pusulalar (merkezi bir manyetik iğnenin etrafına halkalar halinde düzenlenmiş ahşap yazıtlar) kullanırlar. 

Mıknatıslar adını, manyetik kireçtaşının toprağın içinde bulunduğu, bir zamanlar Magnesia olarak adlandırılan Türkiye’de Manisa ilinin eski isminden alıyor.

13. yüzyıl: Manyetik pusulalar ilk olarak batı ülkelerinde navigasyon için kullanılıyor. Fransız Petrus Perigrinus (aynı zamanda Maricourt’lu Peter olarak da anılır) manyetizmanın ilk kontrollü ve başarılı çalışmalarını yapar.

17. yüzyıl: İngiliz doktor ve bilim adamı William Gilbert (1544–1603) manyetizma üzerine yaptığı devasa bilimsel çalışması On Magnets’i yayınladı ve Dünya’nın dev bir mıknatıs olduğunu öne sürdü.

18. yüzyıl: İngiliz John Michell (1724–93) ve Fransız Charles Augustin de Coulomb (1736–1806) mıknatısların uygulayabileceği kuvvetleri inceliyordu. Coulomb ayrıca elektrikle ilgili önemli çalışmalar yapardı, ancak aynı temel fenomenin parçaları olarak elektrik ve manyetizmayı birbirine bağlayamadı.

19. yüzyıl: Danimarkalı Hans Christian Oersted (1777–1851), Fransız André – Marie Ampère (1775–1836) ve Dominique Arago (1786–1853) ve İngiliz Michael Faraday (1791–1867) elektrik ve manyetizma arasındaki yakın bağlantıları araştırıyor. 

James Clerk Maxwell (1831-1879), elektrik ve manyetizmanın nispeten eksiksiz bir açıklamasını (elektromanyetizma teorisi) yayınlar ve elektromanyetik enerjinin dalgalar halinde hareket ettiğini önerir (bu öneriyle radyonun icadının yolunu açar). 

Pierre Curie (1859–1906), malzemelerin belirli bir sıcaklığın (Günümüzde Curie sıcaklığı olarak bilinir) üzerinde manyetizmasını kaybettiğini gösterir. Wilhelm Weber (1804–1891), bir manyetik alanın gücünü tespit etmek ve ölçmek için pratik yöntemler geliştirir.

20. yüzyıl: Paul Langevin (1872–1946), Curie’nin çalışmasını manyetizmanın ısıdan nasıl etkilendiğini açıklayan bir teori ile detaylandırır. 

Fransız fizikçi Pierre Weiss (1865–1940), manyetik alan teorisinin ana hatlarını çizen ve malzemelerin manyetik özelliklerine neden olan elektronlara eşdeğer magnetron adı verilen parçacıklar olduğunu ileri sürer. 

İki Amerikalı bilim adamı, Samuel Abraham Goudsmit (1902–78) ve George Eugene Uhlenbeck (1900–88), malzemelerin manyetik özelliklerinin içlerindeki elektronların dönme hareketinden nasıl kaynaklandığını gösteriyor.

Değerli okurlarımız, Mıknatıs ve Manyetizma hakkında sizleri bilgilendirdiğimize inanıyoruz. Bunlar dışında, Manyetizma alanı, Manyetizma birimleri, Manyetizma çeşitleri, Elektromanyetizma, Sıcaklığın manyetizmaya etkisi, Manyetizma gauss yasası, Manyetizma icatları, Manyetizma pusula, Mıknatıs manyetizma mıdır, Manyetizma fiziğin alt dalı mıdır, Manyetizma örnekleri, Manyetizma uğraş alanları, Manyetizma ve elektromanyetik indükleme, Manyetizma ve elektrik, Manyetizma ve alternatif akım, Mıknatıs çeşitleri, Manyetizma ve ışık, Manyetizma ve manyetik malzemeler başlıkları hakkında bilgi almak için Google’da arama yapabilirsiniz.

Makale Kategorileri:
Bilim

Makale Yazarı - Yönetici

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir