Magnetiline vastuvõtlikkus

Allikas: Vikipeedia

Magnetiline vastuvõtlikkus (inglise k. magnetic susceptibility) \chi_v on füüsikaline parameeter, mis iseloomustab materjalide magnetilisi omadusi sõltuvalt nende võimest tekitada magnetiseeritust välise magnetvälja olemasolul. Ehk iseloomustab see materjalide, sh ka mineraalide ja kivimite magnetilisi omadusi. Üldiselt sõltub kivimite magnetiline vastuvõtlikkus selle mineraloogilisest koostisest ning iga mineraali osakaalust[1]. Magnetilist vastuõtlikkust kasutatakse eelkõige geoloogias settekihtide korreleerumisel ning ka viimasel ajal keskkonnareostuse uuringutel.

Definitsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Magnetiline vastuvõtlikkus on füüsikaline parameeter, mis seostab magnetvälja tugevuse {H} tema poolt indutseeritud magnetiseeritusega {Ji}


\mathbf{Ji} = \chi_v \mathbf{H}

Kuna SI mõõtühikute süsteemis mõõdetakse nii magnetiseeritust kui ka magnetvälja tugevust amprites meetri kohta (A/m), puudub magnetilisel vastuvõtlikkusel SI süsteemis ühik iseloomustades materjali magnetilisi omadusi ruumala suhtes. Sageli, normaliseeritakse magnetiline vastuvõtlikkuse väärtus massi suhtes:

\chi_m=\chi_v/\rho

Sellisel juhul on magnetilise vastuvõtlikkuse mõõtühikuks tiheduse pöördväärtus, ehk m3/kg [2]

Magnetiline vastuvõtlikkus ja magnetiline läbitavus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Magnetiline vastuvõtlikkus seob omavahel magnetilist induktsiooni B ja magnetvälja tugevustega H


\mathbf{B} \ = (\mathbf{H} + \mathbf{M}) \ = \ \mu_0(1+\chi_v) \mathbf{H} \ = \ \mu \mathbf{H}

kus \ \mu_0 on vaakumi absoluutne magnetiline läbitavus,  (1+\chi_v) on materjali magnetiline läbitavus ning {Ji} on magnetiseerituse vektori suurus.

Seega on magnetiline vastuvõtlikkus \chi_v on suhteseoses magnetilise läbitavusega \mu

\mu = \mu_0(1+\chi_v)\, .

Dia-, para- ja ferromagnetism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ferromagnetiline järjestus
Antiferromagnetline järjestus
Ferrimagnetiline järjestus

Sõltuvalt magnetilise vastuvõtlikkuse väärtusest jagatakse aineid dia-, para- või ferromagnetikuteks. Ainet, mille magnetilise vastuvõtlikkuse väärtus on negatiivne, nimetatakse diamagneetikuks. Kui selline aine asetada magnetvälja, siis indutseerub temas magnetiseeritus, mis on rakendatud väljale vastupidises suunas. Diamagnetiliste ainete magnetilise vastuvõtlikkuse väärtused on väikesed jäädes üldjoontes vahemikku -1 × 10-6 kuni 0 SI ühikut.

Paramagnetiliste ainete vastuvõtlikkus on nõrgalt positiivne. Paramagneetikutes indutseerub välise väljaga samasuunaline magnetiseeritus ja nende vastuvõtlikkuse väärtused on vahemikus 100 kuni 1000 × 10-6 SI ühikut. Ferromagneetilisi aineid jagatakse kolmeks:

  1. tõelised ferromagneetikud
  2. antiferromagneetikud
  3. ferrimagneetikud

Ferromagnetism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tõeliste ferromagneetiliste ainete vastuvõtlikkus on positiivne. Kui ferromagnetiline aine asetada magnetvälja, siis indutseerub temas rakendatud väljaga samasuunaline magnetiseeritus. Põhjuseks on ferromagneetikutes esinevad paaritud elektronid, mis tiirlemisel tekitavad dipoole. Välise välja rakendamisel orienteeruvad dipoolid üksteisega paralleelselt nii, et moodustavad ühise magnetmomendiga magnetdomeene. Ferromagneetikute magnetilise vastuvõtlikkuse väärtused on vahemikus 104 kuni 107 × 10-6 SI ühikut.

Antiferromagnetism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Antiferromagneetiliste ainete domeenide orienteeritus on antiparalleelne ning nende magnetiseerituse vektorid taandavad üksteist. Kokkuvõtvalt puudub antiferromagneetilistel ainetel magnetiseeritus.

Ferrimagnetism[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ferrimagnetiliste ainete puhul on tegemist antiparalleelselt suunatud domeenidega, kuid erineva suuna magnetiseerituse vektorid ei ole võrdsed. Seega omandavad ferrimagneetilised materjalid magnetilise vastuvõtlikkuse väärtuse 1 × 10-5 SI ühikut ja käituvad paramagneetikutena.[3]

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. da Silva, A.-C., and Boulvain, F. 2006. Upper Devonian carbonate platform correlations and sea level variations recorded in magnetic susceptibility. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 240, 373-388[1]
  2. Evans, M. E., Heller, F. 2003, Enviromental Magnetism Principles and Applications of Enviromagnetics.[2]
  3. Lanza, R. Meloni, 2006, The Earth’s Magnetism An Introduction for Geologists, Springer.[3]

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ocean Drilling Program (inglise keeles)