Kas plii on magnetiline? Sügav sukeldumine plii magnetilistesse omadustesse

Plii on tihe, korrosioonikindel metall, mida on läbi ajaloo laialdaselt kasutatud. Aga kui tegemist on selle magnetiliste omadustega, on paljud inimesed ebakindlad. Kas plii on magnetiline või mitte? Nagu professionaalne neodüüm magnetid tootja, ma aitan teil selle välja selgitada.

Plii magnetismi mõistmiseks peame kõigepealt käsitlema mõningaid põhitõdesid magnetismi enda kohta.

Mis teeb materjali magnetiliseks?

Et materjal oleks magnetiline, peavad selle aatomitel olema paaritu elektronid, mis põhjustavad iga aatomi magnetilise momendi. Nende elektronide spinnid võivad joonduda, mis põhjustab magnetmomendi joondumise ja üldise magnetvälja tekkimise.

Magnetismi on mitut liiki:

• Ferromagnetism - Väga tugevad magnetilised omadused, mis tulenevad paralleelselt joondatud momentidest, mida leidub sellistes metallides nagu raud, koobalt ja nikkel. Need võivad luua püsimagneteid.
• Paramagnetism - nõrk magnetism, kus momendid on nõrgalt vastavuses rakendatud väljaga, mida leidub sellistes materjalides nagu alumiinium ja hapnik.
• Diamagnetism - Väga nõrk magnetvälja tõrjumine. Elektronid tekitavad nõrga magnetvälja, mis on vastupidine rakendatud väljale. Leidub sellistes materjalides nagu vask, kuld ja plii.

Mis siis põhjustab erinevaid käitumisviise? See tuleneb elektronide konfiguratsioonist.

Diamagnetiliste materjalide kõik elektronkehad on täidetud, mis tähendab, et neis ei ole paaritulematuid elektrone. Ferromagnetilistel ja paramagnetilistel materjalidel on osaliselt täidetud kestad ja paaritu elektronid.

Uurime nüüd konkreetselt pliid.

Kas plii on magnetiline?

Plii ei ole magnetiline. Selle asemel on see diamagnetiline, mis tähendab, et magnetväljad tõrjuvad seda nõrgalt. See tuleneb plii elektronide konfiguratsioonist. Plii 6s ja 6p orbitaalid on täidetud, sisaldades paariselektroneid ja ilma magnetilise netomomendita. Välise magnetvälja mõjul liiguvad need paarilised elektronid ja tekitavad nõrga vastasmagnetvälja. See indutseeritud väli põhjustab plii kerget tõrjumist.

Seega, kuigi plii on väike, on see siiski vastastikmõjus välise magnetväljaga! Kuid peamine on see, et see indutseeritud magnetism kaob, kui väline väli eemaldatakse. Pliil ei ole püsimagnetismi nagu raual.

Plii magnetiline vastuvõtlikkus

Üks viis, kuidas teadlased mõõdavad magnetismi, on magnetiline vastuvõtlikkus. See viitab sellele, kui kergesti materjal saab magnetiseeruda.

Positiivne vastuvõtlikkus tähendab, et materjal on paramagnetiline või ferromagnetiline, mis on kergesti magnetiseeritav välise välja poolt. Negatiivne vastuvõtlikkus tähendab diamagnetismi - materjal on välisele väljale vastu.

Plii vastuvõtlikkus on väike ja negatiivne, mis kinnitab, et see on diamagnetiline.

Kas te saate magnetiseerida Lead?

Plii ei saa enamasti tavatingimustes muutuda magnetiks, erinevalt rauast või niklist. Kuid teadlased on leidnud mõned ainulaadsed juhtumid, kus plii võib ajutiselt indutseeritud magnetismi ilmutada:

• Äärmiselt tugevas magnetväljas ja absoluutse nulli lähedasel ülikülmal temperatuuril läheb plii üle "ülijuhtivasse olekusse", mille elektriline takistus on null. Selles olekus plii tõrjub ja tõrjub täielikult magnetvälja, muutudes tugevalt diamagnetiliseks.
• Plii legeerimine väikeste koguste ferromagnetiliste materjalidega, näiteks rauaga, võib tekitada tuvastatavat magnetismi. Molekulaarseid muutusi ja elektronide vastastikmõju sulamites tekitavad magnetilist mõju.

Aga veel kord - need ei ole tüüpilised olukorrad! Tavaliselt käitub plii tavatingimustes diamagnetilise mittemagnetilise metallina.

Miks plii magnetism on oluline

Plii peene magnetilise mõju mõistmine on oluline sellistes valdkondades nagu elektroonika, nanotehnoloogia, meditsiinisüsteemid ja füüsikauuringud:

• Meditsiiniseadmed - MRT-aparaadid kasutavad pildistamiseks tugevaid magnetvälju. Plii varjestus aitab kaitsta instrumente.
• Füüsika uuringud - Eksootiliste kvantmõjude uurimine absoluutse nulli lähedastel temperatuuridel annab ülevaate elektronide käitumisest ja ülijuhtivusest.
• Elektrisüsteemid - Diamagnetism võimaldab elektrivoolude ja pingete täpset mõõtmist juhtmete ja ühenduskohtadega.

Kuigi selle magnetism on tavaliselt väga nõrk, kasutatakse pliid paljudes tehnoloogilistes rakendustes. Ja uurides ebatavalisi juhtumeid, kus plii Kas muutuvad ajutiselt magnetilised ajamid produktiivseks teaduslikuks uurimistööks.

Plii magnetilise reaktsiooni keerukus tuleneb elektronide konfiguratsioonide, spinnide, orbitaalide ja keeruliste vastastikmõjude kvantmaailmast, mis on peidetud aatomi tasandil.

Korduma kippuvad küsimused

Kas sul on veel põletavaid küsimusi plii ja magnetite kohta? Siin on vastused mõnele populaarsele küsimusele.

Kas plii kleepub magnetite külge?

Ei, plii ei kleepu magnetite külge ega avalda magnetilist tõmmet. Diamagnetilise metallina avaldab plii tugevate magnetväljade juuresolekul ainult äärmiselt nõrka tõrjumist. Praktilistel eesmärkidel ei mõjuta magnetid pliidile märgatavat tõmbe- või kleepumisjõudu.

Kas magnetiga saab painutada pliid?

Tavaliste magnetite abil on äärmiselt raske pliid painutada või manipuleerida. Tehniliselt tohutud ülijuhtivad magnetid võiksid külmal temperatuuril pliid tõrjuda ja sellega suhelda, kuid praktilised rakendused oleksid piiratud. Plii legeerimine väikeste koguste materjalidega, näiteks rauaga, võib esile kutsuda peeneid magnetilisi mõjusid, kuid siiski mitte piisavalt painutamiseks või suurte jõudude tekitamiseks.

Millised metallid on magnetilised?

Peamised looduslikult magnetilised metallid on ferromagnetilised materjalid raud, koobalt ja nikkel. Paljud nende sulamid näitavad samuti tugevat magnetilist käitumist. Lisaks sellele on ferromagnetismi ka gadoliiniumil ja mõnel haruldasel muldmetallidel. Enamik teisi metalle, nagu kuld, alumiinium ja plii, on toatemperatuuril valdavalt diamagnetilised.

Kas magnetism läheb läbi plii?

Jah, magnetväljad võivad üldiselt läbida pliimetalli, kusjuures neil on mõningane vastastikune mõju. Plii varjestab või takistab magnetvälju tänu oma diamagnetismile vähe. Tugevad magnetid säilitavad märkimisväärse tugevuse läbi üllatavalt paksude pliiproovide. Seega, kuigi metall juhib magnetilisi jõujooni, on diamagnetism harva piisav, et blokeerida magnetvälju.

Ma loodan, et see annab teile kasuliku ülevaate plii kummalistest magnetilistest omadustest, mis tulenevad kvantmehaanilistest efektidest sügaval selle aatomi struktuuris! Andke mulle teada, kui teil on veel küsimusi.