เราจะสร้างและทำลายสภาพแม่เหล็กได้อย่างไร ?
(เรียบเรียงโดย ชนกานต์ พันสา)
สนามแม่เหล็กเกิดจากการเรียงตัวกันของกลุ่มอะตอมเล็กๆในเนื้อวัสดุที่เรียกว่า โดเมน ในแท่งโลหะแต่ละแท่งจะประกอบไปด้วยหลายๆโดเมน แต่ละโดเมนจะมีสนามแม่เหล็กเป็นของตนเอง เป็นได้กับแท่งแม่เหล็กจิ๋วจำนวนมาก
โลหะปกติที่ไม่ได้มีสภาพเป็นแม่เหล็ก ทิศทางของสนามแม่เหล็กจิ๋วของแต่ละโดเมน จะกระจัดกระจาย ไปคนละทิศคนละทาง ทำให้มันหักล้างกันไปหมด โดยรวมแล้วจึงไม่มีสนามแม่เหล็กเกิดขึ้น ในทางกลับกันวัสดุที่เป็นแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กในแต่ละโดเมนชี้ไปในทิศทางเดียวกัน เมื่อสนามแม่เหล็กเล็กๆ รวมกันจะได้สนามแม่เหล็กที่ใหญ่ขึ้น
เมื่อเราหักแท่งแม่เหล็กออกเป็นสองท่อน เราก็จะได้แม่เหล็กสองแท่งที่มีขั้วเหนือและขั้วใต้ใหม่เป็นของตนเองซึ่งมันเป็นผลจากการรวมกันของแต่ละโดเมนในเนื้อวัสดุนั่นเอง
ดังนั้นการจะทำให้แท่งโลหะธรรมดาเกิดเป็นแม่เหล็กขึ้นมาได้ เราต้องทำให้ทิศทางของสนามแม่เหล็กจากแต่ละโดเมนเรียงตัวไปในทางเดียวกัน ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การใช้แม่เหล็กที่มีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงๆ มาเหนี่ยวนำ และอาจใช้ค้อนทุบโลหะนั้นไปด้วยเพื่อให้เกิดสภาพแม่เหล็กได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ยังอาจใช้กระแสไฟฟ้ามาเหนี่ยวนำได้อีกด้วย
การใช้สนามแม่เหล็กภายนอกมาเหนี่ยวนำโลหะให้กลายเป็นแม่เหล็ก คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเรานำหินโหลดสโตนมาถูกับเข็มทิศ ทำให้มันเป็นแม่เหล็กขึ้นมา
คำถามคือ แล้วตัวหินโหลดสโตนเองนั้นเกิดขึ้นมาตามธรรมชาติได้อย่างไร?
นักวิทยาศาสตร์บางส่วนเชื่อว่ามันอาจโดนฟ้าผ่าอย่างรุนแรง บ้างก็เชื่อว่ามันก่อตัวขึ้นมาพร้อมๆ กับโลก โดยที่โดเมนของมันเรียงตัวกับสนามแม่เหล็กโลก ในขณะที่มันยังร้อนและหลอมเหลวอยู่
อย่างไรก็ตาม การจัดเรียงตัวใหม่ของแต่ละโดเมนเมื่อถูกเหนี่ยวนำโดยสนามแม่เหล็กภายนอกนั้นไม่ได้เกิดขึ้นโดยทันทีทันใด แต่จะใช้เวลาสักระยะหนึ่งกว่าโดเมนจะเหนี่ยวนำโดเมนอื่นๆให้เรียงตัวในทิศทางเดียวกันมากขึ้นๆ และเมื่อเรานำแม่เหล็กเหนี่ยวนำออกไปแล้ว แต่ละโดเมนก็จะไม่คืนตัวกลับทันที
หากวัสดุใดที่แต่ละโดเมนปรับตัวยาก ต้องใช้สนามแม่เหล็กที่มีความเข้มมากในการเหนี่ยวนำ วัสดุนั้นก็จะคืนตัวกลับยากด้วยเช่นกัน มันจึงคงสภาพแม่เหล็กไว้ได้ดีและจะเป็นแม่เหล็กที่มีความแรงมาก ตรงกันข้ามหากโลหะที่เปลี่ยนสภาพไปมาได้ง่ายก็จะไม่สามารถคงสภาพแม่เหล็กไว้ได้นาน จึงเป็นแม่เหล็กที่อ่อน
แล้วเราจพทำลายแม่เหล็กให้เสียสภาพได้อย่างไร?
คำตอบคือ ใช้สนามแม่เหล็กในทิศตรงข้ามมาทำให้แต่ละโดเมนค่อยๆ เปลี่ยนทิศทางไปจากเดิม จนสนามแม่เหล็กรวมก็จะมีค่าลดลง หรืออาจใช้ความร้อนเข้ามาช่วย โดยเมื่อให้ความร้อนกับแม่เหล็กจนมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดคูรี (Curie point ค้นพบโดยมารี คูรี และ ปิแอร์ คูรี) ซึ่งเป็นค่าเฉพาะของแต่ละวัสดุ ความร้อนจะทำให้สนามแม่เหล็กของแต่ละโดเมนมีทิศทางกระจัดกระจายไป
ความรู้เรื่องแม่เหล็กถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีปัจจุบันมากมายหลายอย่าง อีกทั้งยังอยู่ในระบบธรรมชาติมากมายตั้งแต่โลกจนถึงดาวนิวตรอนด้วย
อ้างอิง
“Magnetic Domains,” 2019. [Online]. Available: https://nationalmaglab.org/education/magnet-academy/watch-play/interactive/magnetic-domains.
“Hysteresis.” [Online]. Available: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Solids/hyst.html.
T. V. WILSON, “How Liquid Body Armor Works.” [Online]. Available: https://science.howstuffworks.com/liquid-body-armor2.htm.
- 7
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
