DIAMAGNETISM: सामग्री, अनुप्रयोग, उदाहरण - शारीरिक - 2025

प्रतिचुम्बकत्व जवाब में से एक के लिए एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में बात है। यह इस चुंबकीय क्षेत्र के विपरीत या इसके विपरीत होने की विशेषता है और आमतौर पर, जब तक कि यह केवल सामग्री की चुंबकीय प्रतिक्रिया नहीं होती है, इसकी तीव्रता सभी में सबसे कमजोर होती है।

जब प्रतिकारक प्रभाव केवल एक ही होता है जो एक पदार्थ चुंबक को प्रस्तुत करता है, तो सामग्री को डायमेग्नेटिक माना जाता है। यदि अन्य चुंबकीय प्रभाव प्रबल होते हैं, तो यह क्या है, इसके आधार पर इसे पैरामैग्नेटिक या फेरोमैग्नेटिक माना जाएगा।

बिस्मथ का एक टुकड़ा, एक diamagnetic सामग्री। स्रोत: पिक्साबे

सेबल बर्गमैन को 1778 में चुंबक के किसी भी खंभे और सामग्री के एक टुकड़े के बीच प्रतिकर्षण के पहले संदर्भ के साथ श्रेय दिया जाता है, विशेष रूप से बिस्मथ और एंटीमनी जैसे तत्वों में स्पष्ट है।

बाद में, 1845 में माइकल फैराडे ने इस प्रभाव का अधिक बारीकी से अध्ययन किया और निष्कर्ष निकाला कि यह सभी मामलों की एक अंतर्निहित संपत्ति थी।

Diamagnetic सामग्री और उनकी प्रतिक्रिया

विस्मुट और सुरमा के चुंबकीय व्यवहार, और अन्य जैसे सोना, तांबा, हीलियम, और पानी और लकड़ी जैसे पदार्थ, प्रसिद्ध शक्तिशाली चुंबकीय आकर्षण से बहुत भिन्न होते हैं जो मैग्नेट लोहे, निकल, या पर निकलते हैं कोबाल्ट।

आमतौर पर एक कम तीव्रता की प्रतिक्रिया होने के बावजूद, पर्याप्त रूप से तीव्र बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के सामने, कोई भी चुंबकीय पदार्थ, यहां तक ​​कि जीवित कार्बनिक पदार्थ भी, एक बहुत ही उल्लेखनीय विपरीत चुंबकीयकरण का अनुभव करने में सक्षम है।

16 टेस्ला (पहले से ही 1 टेस्ला काफी मजबूत माना जाता है) के रूप में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करके, नीदरलैंड्स के एम्स्टर्डम में निज्मेगेन हाई फील्ड चुंबक प्रयोगशाला में शोधकर्ताओं ने 1990 के दशक में स्ट्रॉबेरी, पिज्जा और मेंढक को चुंबकीय रूप से ले जाने में सक्षम थे।

किसी व्यक्ति की उंगलियों के बीच एक छोटे से चुंबक को ले जाना संभव है, डायमेग्नेटिज़्म और पर्याप्त रूप से मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के लिए धन्यवाद। अपने आप में, चुंबकीय क्षेत्र एक चुंबकीय बल लगाता है, जो एक छोटे चुंबक को बल के साथ आकर्षित करने में सक्षम होता है और आप इस बल को वजन के लिए क्षतिपूर्ति करने का प्रयास कर सकते हैं, हालांकि छोटा चुंबक बहुत स्थिर नहीं रहता है।

जैसे ही यह न्यूनतम विस्थापन का अनुभव करता है, बड़े चुंबक द्वारा लगाया गया बल इसे तेजी से आकर्षित करता है। हालांकि, जब मानव उंगलियां मैग्नेट के बीच आती हैं, तो छोटा चुंबक व्यक्ति के अंगूठे और तर्जनी के बीच स्थिर और लेविटेट होता है। जादू उंगलियों के विकृति के कारण होने वाले प्रतिकर्षण प्रभाव के कारण होता है।

मामले में चुंबकीय प्रतिक्रिया की उत्पत्ति क्या है?

डायमेग्नेटिज़्म की उत्पत्ति, जो किसी भी पदार्थ की बाहरी चुंबकीय क्षेत्र की कार्रवाई की मौलिक प्रतिक्रिया है, इस तथ्य में निहित है कि परमाणु उप-परमाणु कणों से बने होते हैं जिनमें एक विद्युत आवेश होता है।

ये कण स्थिर नहीं होते हैं और उनका आंदोलन चुंबकीय क्षेत्र के उत्पादन के लिए जिम्मेदार होता है। बेशक, मामला उनमें से भरा हुआ है, और आप हमेशा किसी भी सामग्री में किसी भी तरह की चुंबकीय प्रतिक्रिया की उम्मीद कर सकते हैं, न कि केवल लोहे के यौगिकों से।

इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से पदार्थ के चुंबकीय गुणों के लिए जिम्मेदार है। एक बहुत ही सरल मॉडल में, यह माना जा सकता है कि यह कण एक समान परिपत्र गति के साथ परमाणु नाभिक की परिक्रमा करता है। यह इलेक्ट्रॉन के लिए चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने में सक्षम वर्तमान के छोटे लूप की तरह व्यवहार करने के लिए पर्याप्त है।

इस प्रभाव से होने वाले चुम्बकीयकरण को कक्षीय चुम्बकत्व कहा जाता है । लेकिन परमाणु के चुंबकत्व में इलेक्ट्रॉन का अतिरिक्त योगदान होता है: आंतरिक कोणीय गति।

आंतरिक कोणीय गति की उत्पत्ति का वर्णन करने के लिए एक उपमा यह है कि इलेक्ट्रॉन अपनी धुरी के चारों ओर एक घूर्णी गति है, एक संपत्ति जिसे स्पिन कहा जाता है।

एक आंदोलन होने और एक आवेशित कण होने के कारण, स्पिन भी तथाकथित स्पिन मैग्नेटाइजेशन में योगदान देता है ।

दोनों योगदान एक शुद्ध या परिणामी चुंबकत्व को जन्म देते हैं, हालांकि सबसे महत्वपूर्ण है कि स्पिन के कारण ठीक है। नाभिक में प्रोटॉन, विद्युत आवेश और स्पिन होने के बावजूद, परमाणु के चुंबकीयकरण में महत्वपूर्ण योगदान नहीं देते हैं।

डायनामैग्नेटिक सामग्रियों में परिणामी मैग्नेटाइजेशन शून्य होता है, क्योंकि ऑर्बिटल पल और स्पिन स्पिन के दोनों का योगदान रद्द हो जाता है। लेनज़ के नियम के कारण पहला और दूसरा, क्योंकि ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों को विपरीत स्पिन वाले जोड़े में स्थापित किया जाता है और गोले एक समान संख्या में इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं।

पदार्थ में चुंबकत्व

दैव चुंबकीय प्रभाव तब उत्पन्न होता है जब कक्षीय चुंबकीयकरण बाहरी चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित होता है। इस प्रकार प्राप्त मैग्नेटाइजेशन को M से दर्शाया जाता है और यह एक वेक्टर है।

भले ही क्षेत्र को निर्देशित किया गया हो, डायनामैग्नेटिक प्रतिक्रिया हमेशा लेनज़ के कानून के लिए प्रतिकारक होगी, जो बताता है कि प्रेरित प्रवाह लूप के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह में किसी भी बदलाव का विरोध करता है।

लेकिन यदि सामग्री में किसी प्रकार का स्थायी चुम्बकत्व होता है, तो प्रतिक्रिया आकर्षण होगी, ऐसा ही परमज्ञानवाद और फेरोमैग्नेटिज़्म का मामला है।

वर्णित प्रभावों को निर्धारित करने के लिए, एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र एच पर विचार करें, एक आइसोट्रोपिक सामग्री पर लागू किया गया (इसके गुण अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर समान हैं), जिसके भीतर एक मैग्नेटाइजेशन एम उत्पन्न होता है । के रूप में एक परिणाम है, एक चुंबकीय प्रेरण के अंदर बनाई बी, बातचीत है कि के बीच होता है की वजह से एच और एम ।

ये सभी मात्राएँ सदिश हैं। B और M, H के समानुपाती होते हैं, सामग्री μ की पारगम्यता और चुंबकीय संवेदनशीलता, संबंधित आनुपातिकता स्थिरांक, जो इंगित करते हैं कि बाहरी चुंबकीय प्रभाव के लिए पदार्थ की विशेष प्रतिक्रिया क्या है:

बी = μ एच

सामग्री का चुंबकत्व भी H के समानुपाती होगा:

म = χ ज

उपरोक्त समीकरण cgs सिस्टम में मान्य हैं। B और H और M दोनों के आयाम समान हैं, हालाँकि विभिन्न इकाइयाँ। के लिए बी गॉस इस प्रणाली में और के लिए प्रयोग किया जाता है एच ओर्स्टेड प्रयोग किया जाता है। ऐसा करने का कारण सामग्री के अंदर उत्पन्न क्षेत्र से बाहरी रूप से लगाए गए क्षेत्र को अलग करना है।

अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में, जो आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है, पहला समीकरण कुछ अलग रूप लेता है:

बी = μ _या μ _आर एच

μ _o रिक्त स्थान की चुंबकीय पारगम्यता है जो 4 10 x 10-7 Tm / A (Teslameter / Ampere) के बराबर है और μ _r निर्वात के संदर्भ में माध्यम की सापेक्ष पारगम्यता है, जो आयाम रहित है।

चुंबकीय संवेदनशीलता के संदर्भ में, material, जो किसी सामग्री के चुंबकीय गुणों का वर्णन करने के लिए सबसे उपयुक्त विशेषता है, इस समीकरण को इस तरह लिखा जाता है:

बी = (1 + χ) μ _या एच

Μ _r = 1 + + के साथ

अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली में बी टेस्ला (टी) में आता है, जबकि एच को एम्पीयर / मीटर में व्यक्त किया जाता है, एक इकाई जिसे कभी लेनज़ कहा जाता था, लेकिन जिसे अब तक मौलिक इकाइयों के संदर्भ में छोड़ दिया गया है।

उन सामग्रियों में जिनमें χ नकारात्मक है, उन्हें डायनामैग्नेटिक माना जाता है। और यह इन पदार्थों को चिह्नित करने के लिए एक अच्छा पैरामीटर है, क्योंकि उनमें them को तापमान से स्वतंत्र निरंतर मूल्य माना जा सकता है। यह उन सामग्रियों के लिए नहीं है जिनके पास अधिक चुंबकीय प्रतिक्रियाएं हैं।

आमतौर पर Usually -10 ^-6 से -10 ^-5 के क्रम पर होता है । सुपरकंडक्टर्स की विशेषता characterized = -1 होती है और इसलिए आंतरिक चुंबकीय क्षेत्र पूरी तरह से रद्द कर दिया जाता है (मीस्नर प्रभाव)।

वे एकदम सही डायमैगनेटिक सामग्री हैं, जिसमें डायमेंग्नेटिज़्म एक कमजोर प्रतिक्रिया होना बंद कर देता है, और शुरुआत में वर्णित के अनुसार, वस्तुओं को उत्तोलन करने के लिए पर्याप्त मजबूत हो जाता है।

अनुप्रयोग: मैग्नेटो-एन्सेफ्लोग्राफी और जल उपचार

जीवित चीजें पानी और कार्बनिक पदार्थों से बनी होती हैं, जिनकी चुंबकत्व की प्रतिक्रिया आमतौर पर कमजोर होती है। हालाँकि, डायमेग्नेटिज्म, जैसा कि हमने कहा है, कार्बनिक पदार्थों सहित पदार्थ का एक आंतरिक हिस्सा है।

छोटे विद्युत धाराएं मनुष्यों और जानवरों के अंदर फैलती हैं जो निस्संदेह एक चुंबकीय प्रभाव पैदा करते हैं। इस क्षण में, जबकि पाठक इन शब्दों का अपनी आंखों से अनुसरण करता है, उसके मस्तिष्क में छोटी-छोटी विद्युत धाराएँ प्रवाहित होती हैं जो उसे सूचनाओं तक पहुँचने और व्याख्या करने की अनुमति देती हैं।

मस्तिष्क में होने वाले कमजोर चुंबकीयकरण का पता लगाने योग्य है। तकनीक को मैग्नेटो-एन्सेफ्लोग्राफी के रूप में जाना जाता है, जो 10 ^-15 टी के आदेश पर बहुत छोटे चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगाने के लिए SQUIDs (सुपरकंडक्टिंग क्वांटम हस्तक्षेप उपकरण) नामक डिटेक्टरों का उपयोग करता है ।

SQUID बड़ी सटीकता के साथ मस्तिष्क गतिविधि के स्रोतों का पता लगाने में सक्षम हैं। एक सॉफ्टवेयर प्राप्त आंकड़ों को एकत्र करने और मस्तिष्क गतिविधि के एक विस्तृत नक्शे में बदलने के लिए जिम्मेदार है।

बाहरी चुंबकीय क्षेत्र किसी तरह से मस्तिष्क को प्रभावित कर सकते हैं। कितना? कुछ हालिया शोधों से पता चला है कि 1 टी के आसपास एक काफी तीव्र चुंबकीय क्षेत्र, पार्श्विका लोब को प्रभावित करने में सक्षम है, संक्षिप्त क्षणों के लिए मस्तिष्क की गतिविधि का हिस्सा बाधित होता है।

दूसरी ओर, दूसरी ओर, जिसमें स्वयंसेवकों ने एक चुंबक के अंदर 40 घंटे बिताए हैं, जो 4 टी तीव्रता का उत्पादन करता है, बिना किसी नकारात्मक प्रभाव के पीड़ित के बिना छोड़ दिया है। कम से कम ओहियो विश्वविद्यालय ने संकेत दिया है कि अब तक 8 टी के क्षेत्रों में रहने का कोई जोखिम नहीं है।

बैक्टीरिया जैसे कुछ जीव मैग्नेटाइट के छोटे क्रिस्टल को शामिल करने और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के भीतर खुद को उन्मुख करने के लिए उपयोग करने में सक्षम हैं। मधुमक्खियों और पक्षियों जैसे अधिक जटिल जीवों में भी मैग्नेटाइट पाया गया है, जो एक ही उद्देश्य के लिए इसका इस्तेमाल करेंगे।

क्या मानव शरीर में चुंबकीय खनिज होते हैं? हां, मानव मस्तिष्क में मैग्नेटाइट पाया गया है, हालांकि यह अज्ञात है कि यह किस उद्देश्य से है। कोई अनुमान लगा सकता है कि यह एक पदावनत कौशल है।

जल उपचार के बारे में, यह इस तथ्य पर आधारित है कि तलछट मूल रूप से डायमैगनेटिक पदार्थ हैं। मजबूत चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग कैल्शियम कार्बोनेट तलछट, जिप्सम, नमक और अन्य पदार्थों को हटाने के लिए किया जा सकता है जो पानी में कठोरता का कारण बनते हैं और पाइप और कंटेनरों में जमा होते हैं।

यह पर्यावरण को संरक्षित करने और लंबे समय तक और कम लागत पर अच्छी कार्य क्रम में पाइप रखने के लिए कई लाभों के साथ एक प्रणाली है।

संदर्भ

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