Mıknatıslanma ve Manyetizma |
1. Bölüm

Günlük yaşantımızda çok fazla alanda kullanılan mıknatısların nasıl olup da bazı metalleri kendine çektiğini düşündünüz mü? Elektronik cihazların çoğunda uygulama alanı bulan bu esrarengiz yapıyı incelediğimiz bu yazımıza başlamadan önce yer küremizin manyetik çekim alanından bahsedersek konu daha anlaşılır olacaktır.
 

► İlginizi Çekebilir: Elektromanyetik Alan Gerçeği

Hepimiz bir mıknatısı bir iple asıp, her asılışta aynı konuma tekrar geldiği o deneyi yapmışızdır. Pusulaların çalışma prensibini bize özetleyen bu deney, yer kürenin manyetik çekim alanının varlığını tespit etmemizi sağlar. Bu yapı yer küremizin içinde bulunduğu güneş sisteminde de çok açık bir şekilde mevcuttur. Bildiğimiz gibi gezegenler kendi yörüngelerinde Güneş'in çekim gücü ile yörüngelerinden asla çıkmadan periyodik hareketler yapmaktadırlar. 
 

Doğada her madde yerçekiminde olduğu gibi çekilebilir. Bu maddelerin çekilme özelliği ne kadar fazla ise o kadar etki altında kalır. Bu özellik demir için çok yüksek değerlerde iken, oksijen gibi maddelerde ise çok azdır. Bu çekim özelliğine doğal olarak sahip olan maddelere mıknatıs, çekim özelliğine de manyetizma denilir. Manyetik özellik elektromıknatıslarda olduğu gibi maddelere daha sonradan da verilebilir. Bazı maddelerse manyetik ve elektromanyetik alan etkisinde kalarak mıknatıslanma özelliği gösterirler.

Bu mıknatıslanma, madde manyetik alan etkisinden kurtulduğunda kalıcı olabildiği gibi, üzerindeki etkiden kurtulduğunda geçici de olabilir. Mıknatıs genel olarak Demir (Fe), Nikel (Ni), Kobalt (Co) ve Çelik (Demir - Karbon alaşımı) gibi maddelere etki eder. Bazı deneylerde de manyetik alan altında tutulan suyun dalgalandığı gözlenmiştir. Günlük cihazlarda kullanılan mıknatıslar, magnetit adı verilen kimyasal maddeden üretilirler. Bu madde yapısında demir ve oksijen atomları bulundurur. Molekül formülü Fe3O4 olan demiroksit mıknatısının yanında doğada çok fazla bulunamayan doğal mıknatıs taşı da mıknatıs imalatında kullanılır. 

Maddelerde mıknatıs özelliğinin olup olmaması, maddeyi oluşturan elektronların atom çekirdeği etrafında dönmesinin yanında, kendi eksenleri etrafında dönmeleri ile ilişkilidir. Bu şekilde kendi ekseni etrafında dönen bir elektron etrafında bir manyetik alan oluşur. Maddeyi oluşturan bütün elektronların meydana getirdiği toplam çekim kuvveti maddenin manyetik olmasını belirler. Eğer belli bir yönde dönen elektron sayısı, diğer yönde dönen elektron sayısından farklı ise madde manyetik özellik gösterir. Eğer her iki yönde de dönen elektron sayısı eşit ise bu maddeler manyetik özellik göstermezler ve çekim alanı oluşturamazlar.
 

► İlginizi Çekebilir: Roketlerde Elektrik ve Manyetizma Kullanımı

Bunun yanında bazı maddeler mıknatıs özelliği göstermemesine rağmen elektrostatik alana maruz kaldıklarında manyetik etki gösterebilirler. Elektromanyetik etki üzerinden kalktığında da bazı metallerde bu mıknatıslanma özelliği kalıcı olurken bazı metallerde ise geçicidir. Üzerinden akım geçen iletkenin manyetik alan üreteceği prensibinden yararlanılarak, demir ve çelik gibi metallerin etrafına üzerinden elektrik akımının akıtıldığı, izole edilmiş iletkenler sarıldığında elektromıknatıslar elde edilirler. Bu mıknatıslar iletkenlerden akım aktığı süre boyunca bazı metalleri kendilerine çekerler.

Her malzemenin içerisinde düzensiz olarak dağılmış ya da belli bir düzene göre dağılmış manyetik özellik gösteren parçacıklar vardır. Bu parçacıkların N ve S olarak adlandırılan kutupları vardır. Burada N İngilizcede anlamı kuzey olan 'North' kelimesinin, S ise güney anlamına gelen 'South' kelimesinin baş harflerini temsil etmektedirler. Bu isimlerin verilmesinin nedeni ise yerküremizin manyetik kutuplarında N kutbunun kuzey kutup bölgesine, S kutbunun ise güney kutup bölgesine yakın olmasıdır. Yani bir mıknatıs, ortasından iple asıldığında her zaman N ucu kuzeyi, S kutbu ise güneyi gösterir. Bu manyetik parçacıklar, manyetik alan içinde kaldıklarında N ve S kutupları aynı yöne yönlenirler. Bundan dolayı da bu maddede N ve S kutupları oluşur.
 

► İlginizi Çekebilir: Elektromanyetik Adam | Hans Christian Oersted

Eğer bu manyetik alan elektrik potansiyeli ile elde edilirse bu mıknatıslanmaya elektromıknatıs denir. Manyetik alan üreten bir madde etrafında manyetik alan çizgileri oluşur. Bu manyetik alan çizgileri N kutbundan çıkıp S kutbuna girerler. Manyetik alan çizgileri havadan geçebilse de bazı maddelerden geçemeyerek manyetik perdeleme oluştururlar.


► İlginizi Çekebilir: Mıknatıslanma ve Manyetizma | 2. Bölüm

 

Kaynak:

► en.wikipedia.org
► Murat Solak, Sıcaklık, Stres ve Diğer Çevresel Faktörlerin Manyetik Malzeme Özellikleri Üzerindeki Etkisinin Araştırılması