Manyetizmanın Temelleri

Tanımlar ve Birimler Birkaç tanım ile başlayalım. Üç tane manyetik vektör vardır. Bunlar; H Manyetik Alan M Manyetizasyon (Mıknatıslılık) B Manyetik İndüksiyon Birimler üzerine literatürde bir kaç karışıklık vardır....

Tanımlar ve Birimler

Birkaç tanım ile başlayalım. Üç tane manyetik vektör vardır. Bunlar;

  1. H Manyetik Alan
  2. M Manyetizasyon (Mıknatıslılık)
  3. B Manyetik İndüksiyon

Birimler üzerine literatürde bir kaç karışıklık vardır. Günümüzde CGS birim sistemi yerine daha çok SI birim sistemi tercih edilir. Manyeto-statiği sunmanın iki yöntemi olduğu için bu karışıklık ortaya çıkar :

  1. Hayali Manyetik Kutuplar (CGS: santimetre, gram, saniye)
  2. Akım Kaynakları (SI: Uluslararası Sistem)

Sonuç olarak, temel denklemlerin çoğunun şekli iki sistem arasında farklılık gösterir. Tüm bunlar , bazı keyfi sabitlerin bir sistemde birimleri olduğunu ve diğer bir sistemde ise bire eşit olduğunu gösterir.
Akım ve kutup yaklaşımı arasındaki farklılık birimler konusunda önemlidir. Eski (1980 öncesi) paleomanyetic (ilkel mıknatıslanma) ve kaya manyetiği literatürü esasen CGS biriminde ifade ediliyordu. 4π faktörü de birimlerin önünde yer alır .
Günümüzde SI birim sistemi tercih edildiği için, akım döngüleri ile başlayalım. Elektronların yörüngesinde olduğu bir atoma yaklaşık olarak eşdeğer, r yarıçaplı ve I akımına sahip bir halka düşünelim.

Untitled

Halkanın merkezinde üretilen H manyetik alan,

H=I/2r [Amper/metre, A/m]

ile verilir.

Bu akım halkasına ayrıca bir manyetik moment (m) eşlik eder :

m=akım x alan=IxA [A.m^2]

Manyetizasyon yoğunluğu (mıknatıslanma yoğunluğu) M veya J, birim hacimdeki manyetik momenttir. M manyetizasyon yoğunluğu olmak üzere

M=m/V [A/m]

ile verilir. M ve H’ nin aynı birimlere sahip olduğuna dikkat edelim.
Birim kütle başına manyetik moment, σ,

σ=m/kütle [(Am^2)/kg]

ile verilir.
Bir diğer temel nicelik manyetizasyonun manyetik alana oranıdır. Bu orana “duygunluk(duyarlılık)” denir.

κ=M/H [Boyutsuz]

Kütle duygunluğu

χ=σ/H=κ/yoğunluk [m^3/kg]

ile verilir.
Duygunluk, bir maddenin bir manyetik alanın varlığında mıknatıslana bilirliğinin bir ölçümüdür ve çeşitli manyetik malzeme sınıflarını tanımlamak için kullanılan genel bir yöntemdir. Bunun ile ilişkili başka bir nicelik ise μ ile gösterilen geçirgenliktir.
SI birim sisteminde B,H ve M arasındaki ilişki

B=μ_0 (H+M) [Tesla,T]

ile verilir. B’ nin birimi Tesla’ dır ve toplam B alanı ortamın manyetizasyonu M ve H alanının toplamına eşittir. Denklemdeki μ_o sabiti serbest uzayın geçirgenliğidir. SI birim sisteminde 4π x 10^(-7) [Henry/m]’ ye eşittir.
Ancak CGS birim sisteminde B,H ve M sayısal olarak bir birine eşit olduğu için μ_0 bire eşittir, ancak, her biri farklı isimlerde birimlere sahiptir (Gauss, Oersted ve emu/cm^3 birimleri, bilim insanlarının ölümünden sonra keyfi olarak seçilmiş ve adlandırılmıştır). CGS birim siteminde

B=H+4πM

ile verilir.
Burada biraz karışıklık oluşur, çünkü CGS birim sisteminde B ve H değiştirilerek kullanılabilir, ancak SI birim sistemine dönüştürüldüğünde farklı sayısal değerleri verir. Örneğin, dünyanın alanı 0.5 Gauss ve ya 0.5 Oe. Ancak, SI birim sisteminde

0.5 Gauss=50 μT [B alanı]
0.5 Oersted=39.8 A/m [H alanı]

Bu örnekte gördüğünüz gibi, Gauss’ u Tesla’ ya dönüştürmek Oersted’ i A/m’ ye dönüştürmekten çok daha kolaydır. Bu yüzden, bütün alanları (B ve H), Tesla’ da belirtmek için paleomanyetikçiler tarafından güncel uygulamada kullanılması çok da şaşırtıcı değildir. B alanının H alanından daha temel bir alan olduğunabir anda karar vermedik(hiçbiri diğerinden daha temel değildir). Aslında, değişen bir alan hakkında konuştuğumuzda ya da 100 miliTesla(mT)’ lık bir manyetik alan dediğimizde, biz gerçekten μ_o H=100mT anlıyoruz. Ancak, bu nadiren dikkate alınır.
Birimler hakkındaki açıklamaları Tablo’ da ki gibi özetleyebiliriz.

tablo

A = Amper

cm = Santimetre
emu = Elektromanyetik birim
g = Gram
kg = Kilogram
m = Metre
H = Henry

Kaynak:
http://www.irm.umn.edu/hg2m/hg2m_a/hg2m_a.html

Sonraki Yazı     : Manyetik Malzemelerin Sınıflandırılması

Kategori
ManyetizmaTeori

Fizik Akademisi’nin kurucularindan biri olan yazarımız, Çukurova Üniversitesi Fizik bölümü Katıhal Fiziği Anabilim dalında yüksek lisans derecesini 2017 yılında aldı . 2017 yılında Çukurova Üniversitesi Fizik bölümü Katıhal Fiziği Anabilim dalında doktora eğitimine başladı. 2014 yılından beri Malzeme Araştırma Grubu’nda araştırmacı olarak çalışmaktadır.

Henüz Yorum Yok

Cevap Yaz

*

*

ETKİNLİKLER
Oca
30
Sal
2018
all-day ICEP 2018: 20. Uluslararası Çevr... @ The President Hotel
ICEP 2018: 20. Uluslararası Çevr... @ The President Hotel
Oca 30 – Oca 31 all-day
ICEP 2018: 20. Uluslararası Çevre Fiziği Konferansı @ The President Hotel | İstanbul | Türkiye
ICEP 2018 20. Uluslararası Çevre Fiziği Konferansı 30-31 Ocak 2018 tarihleri arasında İstanbul’da gerçekleştirilecek. Konferansta akademik çalışmalar yürüten bir çok uluslararası araştırmacının bir araya gelmesi ve yaptıkları araştırmaları  paylaşmaları amaçlanmaktadır. Konferans hakkında daha fazla bilgiye ekte verilen web sitesinden ulaşılabilir.
Nis
24
Sal
2018
all-day 8. APMAS 2018 Uygulamalı Fizik v... @ Ölüdeniz Convention Center
8. APMAS 2018 Uygulamalı Fizik v... @ Ölüdeniz Convention Center
Nis 24 – Nis 30 all-day
8. APMAS 2018 Uygulamalı Fizik ve Malzeme Bilimlerindeki Uluslararası Gelişmeler Konferansı @ Ölüdeniz Convention Center | Ölüdeniz Belediyesi | Muğla | Türkiye
24-30 Nisan 2018 tarihleri arasında Ölüdeniz’de gerçekleştirilecektir.  APMAS 2018’de uluslararası araştırmacı ve mühendislerin malzeme bilimleri ve uygulamalı fizik alanında yaptıklarım araştırma ve yenilikleri sunması beklenmektedir.  Daha fazla bilgiye ekte verilen konferans web sitesinden ulaşabilirsiniz.  
TWİTTER


ÜYE OL

Sitemize Üye olarak yeni yazılarımızı emailinize günlük alabilirsiniz

Kayıt olduğunuz için teşekkür ederiz

Bir şeyler yanlış gitti

Benzer Yazılar

  • Kara Cisim Işıması

    Bütün nesneler mutlak sıfır sıcaklığının (0 K, -273.15 °C) üzerinde elektromanyetik radyasyon formunda enerji yayınlar. Bir “kara cisim” üzerine düşen tüm radyasyonu soğuran, hiçbir şekilde yansımanın ya da iletimin...
  • SADE GÖZDEN IRAĞIZ BİZ, AYRILSAK DA BERABERİZ

    Makroskobik boyutlarda çoğu olay birbirinden bağımsız gibi görünse de, mikroskobik boyutlarda her şey birbiriyle etkileşim halindedir. Sonuçta canlı cansız her şeyin varlığı tek bir kaynağa bağlıdır: Big Bang. Fakat...
  • Compton Etkisi

      Işık fotonlardan oluşur. “Foton” ışığın parçacık özelliğinden dolayı verilen bir isimdir (dalga benzeri davranışın yanı sıra). Compton etkisi fotonların elektronlarla etkileşmesine dayanır. Arthur Holly Compton kendi adıyla anılan...
  • Fizik Neden Felsefeye İhtiyaç Duyar

    İçinde bulunduğumuz dünyayı nasıl anlayabiliriz? Evren nasıl davranır? Gerçekliğin doğası nedir?… Bu tür sorular geleneksel olarak felsefe’ ye aittir, fakat felsefe öldü. Felsefe, bilimdeki modern gelişmelere, özellikle de fizik...