هل الجرافيت مغناطيسي؟ 5 حقائق يجب أن تعرفها!


الجرافيت هو الشكل البلوري والأكثر استقرارًا للكربون ويتكون من عدة طبقات من الجرافين. دعونا نناقش الخصائص المغناطيسية للجرافيت.

الجرافيت غير مغناطيسي لأنه غير معدني ولا يجتذبه المجال المغناطيسي. يتكون الجرافيت من ذرات الكربون التي تحتوي على ستة إلكترونات فيها ثلاثة منها تدور لأعلى وثلاثة أخرى تدور لأسفل ، لذلك يتسبب في صافي زخم مغناطيسي صفر ، لذا فإن الجرافيت مادة مغناطيسية مثالية.

يأتي السلوك المغنطيسي الحديدي للجرافيت من طبقات الكربون التي بها عيب 2 نانومتر مثل سلوك الإلكترونات داخل تلك المنطقة يشبه إلكترونات المغناطيسية الدائمة. الآن ، دعونا نناقش المزيد من الخصائص المغناطيسية للجرافيت.

خصائص الجرافيت المغناطيسية

يحدد دوران الإلكترون في الجرافيت خصائصه المغناطيسية. دعونا نقدم قائمة بالخصائص المغناطيسية التي يعرضها الجرافيت.

  • الجرافيت أحادي البلورة هو مادة مغناطيسية مثالية.
  • يكون قطر الجرافيت المغنطيسي مرتفعًا في الاتجاه العمودي للمستوى.
  • يتسبب العيب الفردي الموجود في الطبقات في أن يتصرف الجرافيت على أنه ثنائي القطب المغناطيسي.
  • الجرافيت متباين الخواص بطبيعته لذا فهو يتمتع بقابلية مغناطيسية عالية.

لا يمكن أن يظهر الجرافيت النقي خاصية مغناطيسية حديدية. يساهم وجود بعض الشوائب الغنية بالحديد في العينة بالفعل في المغناطيسية الحديدية للجرافيت. يمكن أن يساعد الخلل المغناطيسي بين الطبقات الجرافيت على اكتساب مغنطة دائمة.

نفاذية الجرافيت المغناطيسية

تحدد النفاذية المغناطيسية قدرة المادة على دعم المجال المغناطيسي. دعنا نعرف عن النفاذية المغناطيسية للجرافيت.

النفاذية المغناطيسية للجرافيت هي 0.99990 H / m والتي تساوي تقريبًا 1 وكذلك النفاذية النسبية تساوي 1. عندما تكون النفاذية المغناطيسية مساوية لـ 1 ، تصبح المادة نفاذية مغناطيسية. لذا ، فإن قيمة النفاذية المغناطيسية توضح أن الجرافيت مادة مغناطيسية.

حساسية الجرافيت المغناطيسية

يتم تحديد قوة المغناطيسية لأي مادة من خلال القابلية المغناطيسية. دعونا نناقش القابلية المغناطيسية للجرافيت وقيمته.

يبلغ متوسط ​​قيمة الحساسية المغناطيسية للجرافيت -1.6 × 10-5. تعتمد قابلية الجرافيت ثنائية المغناطيسية على درجة الحرارة. في درجة حرارة الغرفة ، قابلية الجرافيت البلوري الأحادي هو -22 × 10-6. تزداد قيمة القابلية للتأثر بانخفاض درجة الحرارة.

الإرتفاع المغناطيسي الجرافيت

يسمى التعليق الحر لجسم ما بواسطة المجال المغناطيسي للتطبيق تحليق مغناطيسي. دعونا نناقش حدوث ارتفاع مغناطيسي بواسطة الجرافيت.

يسبب الجرافيت ارتفاعًا مغناطيسيًا لأنه مادة مغناطيسية. المواد ذات النفاذية المغناطيسية تنفر دائمًا بالمجال المغناطيسي مما يساعد على تحقيق الارتفاع المغناطيسي. عندما يتم وضع الجرافيت فوق المغناطيس ، يحاول الحقل دفع الجرافيت بعيدًا مما يتسبب في تعليق الجرافيت مجانًا.

الإرتفاع المغناطيسي بواسطة جوليان بوبروف (CC BY-SA 3.0) تبدأ من ويكيميديا ​​كومنز

هل الجرافيت مغناطيسي في أقلام الرصاص؟

يتكون رأس القلم الرصاص من الجرافيت وبعض المركبات الأخرى مثل SiO2 وآثار صغيرة من أكسيد الفلز. دعونا نتحقق مما إذا كان الجرافيت مغناطيسيًا أم لا.

الجرافيت في قلم الرصاص هو أيضًا مغناطيسي حيث يتم صده بواسطة المغناطيس. مكون رئيسي آخر للرصاص الرصاص هو الطين (SiO2) وهو مادة غير معدنية تشبه النفاذية المغناطيسية. ولكن عند الحافة ، ينجذب الرصاص بالقلم الرصاص نحو المغناطيس الذي يظهر ضعف المغناطيسية الحديدية بسبب عيب في الشبكة.

يتسبب الجزء الصغير من أكاسيد المعادن الموجودة في مقدمة القلم في حدوث عيب في الحافة مما يؤدي إلى وجود شواغر وحواف نطاق غير تافهة تساهم في السلوك المغناطيسي للرصاص في القلم الرصاص.

هل أكسيد الجرافيت مغناطيسي؟

أكسيد الجرافيت هو شكل مؤكسد من الجرافين يتكون من الكربون والأكسجين والهيدروجين بنسب متغيرة. دعونا نركز على الخاصية المغناطيسية لأكسيد الجرافيت.

يُظهر أكسيد الجرافيت مغناطيسية حديدية بسبب هيكله الفريد. يتكون أكسيد الجرافيت من π إلكترون متحرك في منطقة الجرافيت. تشتت الإلكترونات π وتحيط بها sp3 ذرات الكربون المهجنة مما يؤدي إلى لحظة مغناطيسية في أكسيد الجرافيت مما تسبب في تفاعل مغناطيسي حديدي.

بشكل عام ، تحفز إلكترونات π غير الموضعية على النفاذية المغناطيسية. ومع ذلك ، فإن أكسيد الجرافيت تُظهر مغناطيسية فائقة نظرًا لوجود مجموعة من العيوب في كل مجال. يستحث الخلل العزم المغناطيسي الذي يقترن بالمغناطيسية الحديدية.

في الختام

دعونا نختتم هذا المنشور بالقول إن الجرافيت النقي مادة مغناطيسية مثالية ولكن وجود الشوائب يسبب خللاً في الشبكة التي تجعل الجرافيت يظهر ضعف المغناطيسية الحديدية.

كيرثي مورثي

أنا Keerthi K Murthy ، لقد أكملت التخرج في الفيزياء ، مع التخصص في مجال فيزياء الجوامد. لطالما اعتبرت الفيزياء كموضوع أساسي مرتبط بحياتنا اليومية. كوني طالب علوم أستمتع باستكشاف أشياء جديدة في الفيزياء. ككاتب ، هدفي هو الوصول إلى القراء بالطريقة المبسطة من خلال مقالاتي. تصلني - keerthikmurthy24@gmail.com

آخر المقالات

رابط للقوة المغناطيسية على الشحن المتحرك: 7 حقائق ومشاكل الحل

القوة المغناطيسية عند تحريك الشحنة: 7 حقائق ومشاكل الحل

القوة المغناطيسية على الشحنة المتحركة في المجال المغناطيسي ممكنة فقط بسبب وجود المجال الكهربائي الناتج عن الشحنات التي تنتقل من الطرف الموجب إلى الطرف السالب ، والآن دعونا نرى كيف ...