نویسنده: مدیر سایت

«خاصیت پارامغناطیس یا پارامغناطیسم»

به انگلیسی: Paramagnetism خاصیتی است که در آن، ماده پذیرفتاری مغناطیسی مثبت (اما کوچک) دارد، و در نتیجهٔ الکترونهای جفت نشده (همانند کیلاتهای گادولینیوم) باعث تشدید میدان مغناطیسی در محیط دور و اطراف می‌گردند.
در شکل‌های زیر، ذرات پارامغناطیس تحت تأثیر یک میدان خارجی، در یک راستای تقریبی قرار می‌گیرند (از راست به چپ).

پارامغناطیس شکلی از خاصیت مغناطیسی مواد است که به واسطه آن برخی از مواد به وسیلهٔ میدان خارجی اعمال شده جذب می‌شوند. مواد پارامغناطیس شامل بیشتر عناصر شیمیایی و برخی از ترکیبات می‌شوند. آن‌ها تراوایی مغناطیسی نسبی ای بزرگتر یا مساوی با یک دارند و از همین رو توسط میدان مغناطیسی جذب می‌شوند. این مواد که به مقدار اندکی توسط یک میدان مغناطیسی جذب می‌شوند پس از قطع میدان حالت مغناطیسی خود را حفظ نمی‌کنند زیرا با قطع میدان حرکت گرمایی موجب جهت‌گیری تصادفی اسپین‌ها می‌شود.

منشأ پارامغناطیس:
ویژگی‌های پارامغناطیس به دلیل وجود برخی از الکترون‌های جفت نشده و آرایش جدید مسیرهای الکترونی است که به دلیل میدان مغناطیسی خارجی بوجود می‌آیند.

سیم لوله از چند دور سیم تشكیل شده و شبیه فنر است. اگر جریان الكتریكی از سیم لوله عبور كند در اطراف سیم لوله خاصیت مغناطیسی ایجاد می شود.

در شکل زیر خطوط میدان مغناطیسی ناشی از سیملوله نشان داده شده است این خطوط دارای چه ویژگی هایی است؟

• خطوط میدان در داخل سیملوله بسیار متراکم تر از خارج آن است.
• میدان در داخل سیملوله به صورت خطوط موازی با فاصله های برابر رسم است كه نشان دهنده میدان مغناطیسی یكنواخت در داخل سیم لوله می باشد.

«جهت میدان سیملوله»

جهت میدان در داخل سیملوله خلاف جهت میدان در خارج آن است. جهت میدان مغناطیسی طبق قانون دست راست در داخل سیملوله از S به N و در خارج سیملوله از N به S است. اگر انگشت شست دست راست در جهت جریان قرار گیرد بسته شدن چهار انگشت جهت میدان را نشان می دهد.
در شکل زیر جهت خطوط میدان مغناطیسی سیملوله نشان داده شده است:

نکته:
سیملوله حامل جریان را می توان همانند آهنربای میله ای فرض كرد، زیرا همان طور كه خطوط میدان مغناطیسی یك سیملوله نشان می دهد. همانند خطوط میدان مغناطیسی آهنربا می باشد یعنی می توان دو قطب N (انتهایی از سیملوله كه خطوط از ان خارج می شود) و S ( انتهایی از سیموله كه خطوط به ان وارد می شود) را در نظر گرفت

بزرگی میدان در سیملوله از رابطه فوق به دست می آید:

همانطور که بیان شد، انرژی گرانشی نوعی از انرژی پتانسیل‌ است که در نتیجه نیروی گرانشی ایجاد می‌شود و مقدار کاری را نشان می‌دهد که برای غلبه بر نیروی گرانش، هنگام قرار دادن یک جسم در ارتفاع مشخص، مورد نیاز است. در واقع انرژی پتانسیل گرانشی، انرژی است که در یک جسم به دلیل ارتفاع عمودی آن ذخیره می‌شود. این انرژی در جسم به دلیل جاذبه میان زمین و جسم، ذخیره می‌شود. برای مثال آب پشت سد به دلیل ارتفاع خود نسبت به سطح رود پایین دست، انرژی پتانسیل‌ گرانشی دارد و از این انرژی به کمک توربوماشین‌ها، برای تولید برق در نیروگاه‌های آبی استفاده می‌شود. این مورد در شکل زیر به تصویر کشیده شده است.

همانطور که بیان شد، انرژی گرانشی نوعی از انرژی پتانسیل‌ است که در نتیجه نیروی گرانشی ایجاد می‌شود و مقدار کاری را نشان می‌دهد که برای غلبه بر نیروی گرانش، هنگام قرار دادن یک جسم در ارتفاع مشخص، مورد نیاز است. در واقع انرژی پتانسیل گرانشی، انرژی است که در یک جسم به دلیل ارتفاع عمودی آن ذخیره می‌شود. این انرژی در جسم به دلیل جاذبه میان زمین و جسم، ذخیره می‌شود. برای مثال آب پشت سد به دلیل ارتفاع خود نسبت به سطح رود پایین دست، انرژی پتانسیل‌ گرانشی دارد و از این انرژی به کمک توربوماشین‌ها، برای تولید برق در نیروگاه‌های آبی استفاده می‌شود. این مورد در شکل زیر به تصویر کشیده شده است.
همانطور که بیان شد، انرژی گرانشی نوعی از انرژی پتانسیل‌ است که در نتیجه نیروی گرانشی ایجاد می‌شود و مقدار کاری را نشان می‌دهد که برای غلبه بر نیروی گرانش، هنگام قرار دادن یک جسم در ارتفاع مشخص، مورد نیاز است. در واقع انرژی پتانسیل گرانشی، انرژی است که در یک جسم به دلیل ارتفاع عمودی آن ذخیره می‌شود. این انرژی در جسم به دلیل جاذبه میان زمین و جسم، ذخیره می‌شود. برای مثال آب پشت سد به دلیل ارتفاع خود نسبت به سطح رود پایین دست، انرژی پتانسیل‌ گرانشی دارد و از این انرژی به کمک توربوماشین‌ها، برای تولید برق در نیروگاه‌های آبی استفاده می‌شود. این مورد در شکل زیر به تصویر کشیده شده است. انرژی پتانسیل گرانشی یک توپ بزرگ، به دو عامل وابسته است. عامل اول، جرم این توپ و عامل دوم ارتفاع قرار‌گیری آن است. در واقع می‌توان نمایش داد که میزان انرژی پتانسیل گرانشی یک جسم، ارتباط مستقیمی با جرم آن دارد و هرچه جرم جسم بیشتر باشد انرژی پتانسیل گرانشی آن نیز بیشتر است. علاوه بر موارد ذکر شده، می‌توان نشان داد که ارتباط مستقیمی میان انرژی پتانسیل گرانشی یک جسم و ارتفاع آن وجود دارد. بنابراین، هرچه ارتفاع یک جسم بیشتر باشد، انرژی پتانسیل گرانشی آن نیز بیشتر است.
نکته مهم دیگری که باید به آن اشاره کرد این است که، اگر یک جسم در میدان گرانش از یک نقطه به نقطه پایین‌تر حرکت کند، نیروی گرانش، کار مثبت روی جسم انجام می‌دهد و انرژی پتانسیل گرانشی به همان اندازه کاهش پیدا می‌کند.
رابطه انرژی پتانسیل گرانشی برای یک جسم به جرم m که در ارتفاع h از سطح مرجع قرار گرفته، به شکل زیر قابل نمایش است. توجه شود که سطح مرجع، مکانی است که انرژی پتانسیل گرانشی در آن، برابر با صفر فرض می‌شود. Pt=mgh
عبارت سمت چپ رابطه بالا، انرژی پتانسیل را نشان می‌دهد که در این رابطه واحد آن ژول (J) است. m، جرم جسم در واحد کیلوگرم (kg) را نشان می‌دهد و مقدار h، برابر با فاصله عمودی از سطح مرجع است. شتاب گرانش نیز با نماد g، بیان می‌شود که مقدار آن در سطح زمین برابر با 9.8m/s² است. توجه شود که در این رابطه، مقدار شتاب گرانش در نزدیکی زمین، ثابت فرض شده است.