دانلود تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی

تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی در 17 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	علوم انسانی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	65 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	17

تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی در 17 صفحه ورد قابل ویرایش 

محاسبه متوسط ممان مغناطیسی هسته در یک میدان H و دمای T

Application of canonical distribution in (Nuclear Magnetism)

ماده را در نظر می گیریم که دارای N₀ هسته در واحد حجم باشد. و در یک میدان مغناطیسی H قرار گرفته باشد.

هر هسته دارای اسپین  و ممان مغناطیسی  است.

ممان متوسط مغناطیسی ماده  (در جهت H) در درجه حرارت T چقدر است؟

فرض می کنیم که هر هسته دارای برهم کنش ضعیف با سایر هسته ها و سایر درجات آزادی است. همچنین یک هسته را بعنوان سیستم کوچک در نظر می گیریم و بقیه هسته ها و سایر درجات آزادی را بعنوان منبع حرارتی می گیریم.

هرهسته می‌تواند دارای دوحالت باشد+یا هم‌جهت بامیدان واقع در تراز انرژی پائین

یا در خلاف جهت میدان واقع در تراز انرژی بالا

                (Cثابت تناسب است     )

چون این حالت دارای انرژی متر است پس احتمال یافتن هسته در آن بیشتر است.

از طرفی احتمال یافتن هسته در حالت تراز بالای انرژی برابر است با

و چون این حالت دارای انرژی بیشتری است پس احتمال یافتن هسته در آن کمتر است. (چون تعداد حالات بیشتر است با افزایشE،  افزایش می یابد و ذره شکل پیدا می شد در حالت بخصوص)

و چون احتمال یافتن هسته در حالت + بیشتر است پس ممان مغناطیسی هسته نیز باید در این جهت باشد.

با توجه به دو رابطه های مقابل مهمترین متغیر در این دو رابطه که نسبت انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی را نشان می دهد پارامتر زیر می باشد.

مشاهده شد که پروسه مغناطیسی شدن یک غیر مغناطیس مستلزم این است که تعداد خالصی از اسپینها از سطح بالای انرژی به سطح پائین انرژی منتقل شوند، در این پروسه اسپینها بصورت انتقال حرارت انرژی از دست می دهند و لذا باید سیستم دیگری وجود داشته باشد که انرژی را دریافت کند که این سیستم همان شبکه اطراف اسپینها است. اگر سوال کنیم که بالاخره اختلاف تعداد چقدر خواهد بود، جواب بستگی به توانایی سیستم (شبکه) دریافت کننده انرژی دارد.

از نقطه نظر ترمودینامیکی انتقال حرارت تا زمانی اتفاق می افتد که تعداد نسبی  که مطابق با رابطه نوتزمن یعنی  مشخص کننده انرژی و در نتیجه حرارت سیستم اسپینی است متناظر انرژی و درجه حرارت سیستم و یا منبع دریافت کننده انرژی گردد.

به عبارت دیگر اختلاف تعدد تا حدی خواهد بود که دمای سیستم اسپینی و شبکه اطراف آنرا بهم نزدیک کند تا به حالت تعادل برسند و لذا تعادل نهایی در تعداد با نمادهای  و نسبت آنها بصورت زیر خواهد بود:

در این حالت داریم:

از اینجا زمانیکه سیستم اسپینی و شبکه در ارتباط با یکدیگر قرار می گیرند احتمال انتقالات از بالا به پائین و بالعکس نمی توانند مساوی باشند چرا که چنین فرضیه‌ای هیچ ارجعیتی برای انتقال از بالا به پائین برای مغناطیس شدن فراهم نمی آ‌ورد در حقیقت در این حالت داریم.

اما در انتقال انرژی بوسیله میدان rf جهت تشدید مغناطیسی اسپینها زمانیکه سیستم اسپینی و میدان rf مد نظر قرار می گیرند در اینصورت انتقال انرژی در اثر تحریک میدان rf یکسان است چرا که بعضی با گرفتن انرژی به سطح بالا رفته و برخی دیگر نیز در اثر تحریک با پس دادن انرژی به سطح پائین می روند و لذا احتمال انتقالات در اثر تحریک rf یکسان است یعنی

این یک پدیده آماری است که بستگی به تعداد ذرات در دو سطح انرژی و حالات سیستم دارد مثلاً اگر تعداد ذرات در سطح بالای انرژی زیاد باشد آنگاه سیستم دیگر انرژی نمی پذیرد و انرژی اخذ شده را پس می دهد و یا بیشتر از آنکه انرژی دریافت کند انرژی پس می دهد 

 :

دانلود مقاله رشته فیزیک با عنوان مغناطیس (Magnetic)

مقاله رشته فیزیک با عنوان مغناطیس (Magnetic) علم مغناطیس از این مشاهده که برخی سنگها (ماگنتیت) تکه‌های آهن را جذب می کردند سرچشمه گرفت واژه مغناطیس از ماگنزیا یا واقع در آسیای صغیر ، یعنی محلی که این سنگها در آن پیدا شد، گرفته شده است

دسته بندی	فیزیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	151 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	75

مقاله رشته فیزیک با عنوان مغناطیس (Magnetic)

(بصورت جامع و کامل)

 

تاریخچه 

علم مغناطیس از این مشاهده که برخی سنگها (ماگنتیت) تکه‌های آهن را جذب می کردند سرچشمه گرفت. واژه مغناطیس از ماگنزیا یا واقع در آسیای صغیر ، یعنی محلی که این سنگها در آن پیدا شد، گرفته شده است. زمین به عنوان آهنربای دائمی بزرگ است که اثر جهت دهنده آن بر روی عقربه قطبهای آهنربا ، از زمانهای قدیم شناخته شده است. در سال 1820 اورستد کشف کرد که جریان الکتریکی در سیم نیز می‌تواند اثرهای مغناطیسی تولید کند، یعنی می‌تواند سمت گیری عقربه قطب نما را تغییر دهد

 

در سال 1878 رولاند در دانشگاه جان هاپکینز متوجه شد که یک جسم باردار در حال حرکت (که آزمایش او ، یک قرص باردار در حال دوران سریع) نیز منشاأ اثرهای مغناطیسی است. در واقع معلوم نیست که بار متحرک هم ارز جریان الکتریکی در سیم باشد.البته دو علم الکتریسیته و مغناطیس تا سال 1820 به موازات هم تکامل می یافت اما کشف بنیادی اورستد و سایر دانشمندان سبب شد که الکترومغناطیس به عنوان یک علم واحد مطرح شود. برای تشدید اثر مغناطیسی جریان الکتریکی در سیم می‌توان را به شکل پیچه‌ای با دورهای زیاد در آورد و در آن یک هسته آهنی قرار داد. این کار را می‌توان با یک آهنربای الکتریکی بزرگ ، از نوعی که معمولا در پژوهشگاههای برای کارهای پژوهشی مربوط به مغناطیس بکار می‌رود، انجام داد

 

 

کلمات کلیدی:

مغناطیس

الکترومغناطیس

انرژی مغناطیسی

مواد فرو مغناطیس

میدان مغناطیسی

تشخیص قطبهای یک آهنربا

 

 

تولید میدان مغناطیسی 

دومین میدانی که در مبحث الکترومغناطیس ظاهر می شود، میدان مغناطیسی است. این میدانها و به عبارت دقیقتر آثار این میدانها از زمانهای بسیار قدیم ، یعنی از همان وقتی که آثار مغناطیسهای طبیعی سنگ آهنربا اکسید آهن برای اولین بار مشاهده شد، شناخته شده‌اند. خواص شمال و جنوب یابی این ماده تاثیر مهمی بر دریانوردی و اکتشاف گذاشت با وجود این، جز در این مورد مغناطیس پدیده ای بود که کم مورد استفاده قرار می گرفت و کمتر نیز شناخته شده بود، تا اینکه در اوایل قرن نوزدهم اورستد دریافت که جریان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می‌کند.این کار تواأم با کارهای بعدی گاؤس ، هنری . فاراده و دیگران نشان دادند که این شراکت واقعی بین میدانهای الکتریکی و مغناطیسی وجود دارد و این دو توأم تحت عنوان میدان الکترومغناطیسی حضور دارند. به عبارتی این میدانها به طرز جدایی ناپذیری 

 

 

 

فهرست مطالب

مغناطیس  (Magnetic) 1

تاریخچه 3

تولد میدان مغناطیسی 4

حوزه عمل و گسترش میدان مغناطیسی 5

آنچه باید بدانیم 7

آهنربای الکتریکی 7

الکترومغناطیس  (Electromagnetism) 10

گستره الکترومغناطیس 13

تعریف نظریه مولکولی مغناطیس: 13

مواد پارا مغناطیس و دیا مغناطیس: 13

دیامغناطیس ها: 14

پارامغناطیس ها: 14

اختلاف ساختاری ذرات سازنده مواد پارامغناطیس و دیامغناطیس: 15

مواد پارا مغناطیس 16

خاصیت پارا مغناطیسی 16

قانون کوری 17

مواد دیا مغناطیس 18

خاصیت دیا مغناطیسی کی ظاهر می‌شود؟ 19

مواد فرومغناطیس 19

انواع مواد فرو مغناطیس 20

مواد فرو مغناطیس نرم 20

مواد فرو مغناطیس سخت 21

نیروی مغناطیسی 21

مقایسه نیروی مغناطیسی و الکتریکی 21

رابطه نیروی مغناطیسی 22

میدان مغناطیسی 23

انرژی مغناطیسی 26

انرژی مغناطیسی مدارهای جفت شده 27

چگالی انرژی در میدان مغناطیسی 28

تک قطبی مغناطیسی 29

تقارن تک قطبی مغناطیسی 30

نظریه وحدت بزرگ در مورد تک قطبی مغناطیسی 31

شار مغناطیسی 32

محاسبه شار مغناطیسی 32

پذیرفتاری مغناطیسی 35

چرا در وسایل توان بالا و فرکانس پایین از فریت‌ها استفاده نمی‌کنند؟ 41

مبانی نظریه فرومغناطیس 41

ماهیت مواد فرومغناطیس 41

مغناطیس گرانشی 46

عدسی گرانشی 46

عملی به نام کشش چارچوب 47

مغناطیس یا آهنربا 50

آهنربا 53

سیر تحولی و رشد : 53

انواع آهنربا : 55

روشهای مختلف تشخیص قطبهای یک آهنربا : 56

سیر تحولی و رشد 57

اولین سوال اورستد 59

کاربردهای قطب نما 60

قطب نمای پیشرفته 61

حفاظت مغناطیسی 61

مواد فرو مغناطیس در میدان مغناطیسی خارجی: 61

کاربردهای عملی حفاظت مغناطیسی: 62

کره تو خالی در میدان مغناطیسی: 63

تفاوت حفاظ مغناطیسی با الکتروستاتیکی: 63

مغناطیس و حیات 64

کاربرد آهنربای الکتریکی 67

نیروی آهنربایی : 67

آهنربای الکتریکی با نیروی بالا برندگی زیاد : 68

آهنربای الکتریکی پیشرفته : 69

آهنرباهای الکتریکی با قطب های مخروط ناقص : 69

کاربردهای پزشکی آهنرباهای الکتریکی : 70

مکانیزم گره مغناطیسی: ‏ 72

مجهولات گره مغناطیسی : 73

بازیابی سیگنال ضبط شده 74

 

 

دانلود مقاله بررسی انرژی مغناطیسی

بررسی انرژی مغناطیسی تحقیق بررسی انرژی مغناطیسی در 17 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	65 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	17

بررسی انرژی مغناطیسی

محاسبه متوسط ممان مغناطیسی هسته در یک میدان H و دمای T

Application of canonical distribution in (Nuclear Magnetism)

ماده را در نظر می گیریم که دارای N₀ هسته در واحد حجم باشد. و در یک میدان مغناطیسی H قرار گرفته باشد.

هر هسته دارای اسپین  و ممان مغناطیسی  است.

ممان متوسط مغناطیسی ماده  (در جهت H) در درجه حرارت T چقدر است؟

فرض می کنیم که هر هسته دارای برهم کنش ضعیف با سایر هسته ها و سایر درجات آزادی است. همچنین یک هسته را بعنوان سیستم کوچک در نظر می گیریم و بقیه هسته ها و سایر درجات آزادی را بعنوان منبع حرارتی می گیریم.

هرهسته می‌تواند دارای دوحالت باشد+یا هم‌جهت بامیدان واقع در تراز انرژی پائین

یا در خلاف جهت میدان واقع در تراز انرژی بالا

                (Cثابت تناسب است     )

چون این حالت دارای انرژی متر است پس احتمال یافتن هسته در آن بیشتر است.

از طرفی احتمال یافتن هسته در حالت تراز بالای انرژی برابر است با

و چون این حالت دارای انرژی بیشتری است پس احتمال یافتن هسته در آن کمتر است. (چون تعداد حالات بیشتر است با افزایشE،  افزایش می یابد و ذره شکل پیدا می شد در حالت بخصوص)

و چون احتمال یافتن هسته در حالت + بیشتر است پس ممان مغناطیسی هسته نیز باید در این جهت باشد.

با توجه به دو رابطه های مقابل مهمترین متغیر در این دو رابطه که نسبت انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی را نشان می دهد پارامتر زیر می باشد.

که نسبت انرژی مغناطیسی به انرژی حرارتی را نشان می دهد پارامتر زیر می باشد:

واضح است که

 اگر

نمای هر دو e یعنی احتمال اینکه  هم جهت با H باشد برابر با احتمال اینکه در خلاف جهت H باشد.

در اینصورت  تقریباً کاملاً بطور نامنظم جهت گیری می کند بطوریکه:

از طرف دیگر اگر

 اگر احتمال هم جهت بودن ؛ H بیشتر از خلاف جهت است

تمام این نتایج کیفی را به نتایج کمی تبدیل می کنیم.

بوسیله محاسبه واقعی متوسط  

Magnetization mean magnetization per unit nolume in the direction of H

حالا چک کنیم که آیا  استدلالهای کیفی قبلی را نمایان می کند؟

اگر  

اگر 

مستقل از H است که ثابت تناسب است X(chay)ij که به آن پذیرایی ماده مغناطیسی گفته می شود. Magnetic Susceptibility of Substance

X برحسب کمیات میکروسکوپیک و اینکه باد، رابطه عکس دارد به قانون کوری معروف است  Curie’s Law

از طرف دیگر

مستقل از H است  یا T اگر و مساوی با M_max مغناطیسی شدن max of magnetization  که ماده می تواند نمایش بدهد.

بستگی کامل متوسط مغناطیسی شدن  به دمای T و میدان مغناطیسی H در شکل زیر نشان داده شده است.

بنابراین برای داشتن یک انرژی جذبی باید n مخالف صفر باشد. یعنی یک اختلاف در تعداد وجود داشته باشد.

مشاهده می کنیم که اگر سطح بالا خیلی Populatool بوده یعنی تعدادش نسبت به سطح پایین بسیار زیاد باشد، آنگاه جذب خالص انرژی net absorption energy است.

یعنی سیستم بیشتر از آنکه انرژی دریافت کند انرژی پس می دهد که نمونه های آن در محدوده امواج رادیویی نیروها

masers (microwave amplification by stimu lated emission of radiation) or lasers (for light amplification)

هستند.

در معادله می بینیم که اگر W=0 یعنی میدان مغناطیسی متناوب را اعمال می‌کنیم که همان عامل انتقال انرژی است را از بین می بریم آنگاه  خواهد شد. به این معنی که تعداد تغییری نخواهد کرد.

از طرف دیگر زمانیکه یک میدان ایستا Static fiold را به یک ماده غیر مغناطیس اعمال کنیم آنگاه باید انتظار داشته باشیم که آن ماده مغناطیس شود.

چون ممانهای مغناطیسی هسته بیشتر تمایل دارند که همه با میدان شدند بطوریکه N₊ بزرگتر از N_- است.