Jeśli jesteś właścicielem tej strony, możesz wyłączyć reklamę poniżej zmieniając pakiet na PRO lub VIP w panelu naszego hostingu już od 4zł!
"I think nature imagination is so much greater than men’s. She’s never gonna let us relax." - R.P.Feyneman                 "Life is not amount of breaths you take it’s, the moments that take your breath away." - Hitch                 "Live as if you were to die tomorrow. Learn as if you were to live forever." - Mahatma Gandhi                 "I Love Living Life. I Am Happy." - Nick Vujicic                 "Why should I refuse a good dinner simply because I don't understand the digestive processes involved?" - Oliver Heaviside


Zjawisko Barkhausena

Podstawy podstaw...

Na pewno nie raz na lekcjach fizyki podczas omawiania magnetyzmu słyszeliśmy o domenach magnetycznych. Wspominano wówczas, że domeną magnetyczną jest obszar ferromagnetyka o jednakowym zorientowaniu momentów magnetycznych atomów. Co więcej mówiono iż ustawienie w jednym kierunku tychże domen jest istotą namagnesowania ciała no i właściwie na tym kończono. Bez żadnych doświadczeń, bez żadnego chociażby teoretycznego wykazania, że domeny istnieją. Ja osobiście po czymś takim "nie czułem" działania domen. Właściwie to bez kwantowego opisu sytuacji na polu teoretycznym nic się nie wskóra. Mimo tego zjawisko to jest na tyle bliskie życia codziennego iż można je zbadać we własnym zakresie. Wyobraźmy sobie ferromagnetyk wraz z jego domenami w powiększeniu. Przekrój będzie wyglądał mniej więcej tak. Załóżmy, że na początku orientacja momentów magnetycznych naszych domen jest chaotyczna. (Nawiasem mówiąc możemy to osiągnąć poprzez podgrzanie ciała, lub postukanie weń, chodzi o to by zaburzyć równowagę sieci krystalicznej.) Teraz spróbujmy uporządkować orientację domen. Włączmy zewnętrzne pole magnetyczne, ale nie skaczmy od razu do poziomu maksymalnego, zwiększajmy je powoli. To co powinniśmy prawdopodobnie zobaczyć to rosnące uporządkowanie w miarę wzrostu natężenia pola. No dobrze, ale jeśli by tak się zastanowić to jak uporządkowanie będzie rosło? Mamy trzy przypadki. Uporządkowanie może wzrosnąć od zera do jeden od razu po włączeniu zewnętrznego pola, może również być proporcjonalne do jego natężenia osiągając maksimum dla pewnej wartości pola. W końcu może to być szybkie lecz skokowe przemieszczanie się domen. Nie wiedząc nic o budowie trudno cokolwiek na ten temat powiedzieć. Pozostaje więc przeprowadzenie eksperymentu.

Eksperyment

Spróbujmy znaleźć sposób w jaki następuje uporządkowanie momentów magnetycznych domen. Tylko jak do czorta mamy wychwycić tak małe zmiany pola? Jeśli byśmy założyli, że pole w obrębie domeny zmienia się dość szybko, moglibyśmy wykorzystać to zjawisko do zaindukowania napięcia w cewce, które potem moglibyśmy odpowiednio wzmocnić i na przykład usłyszeć w głośniku! Spróbujmy tak zrobić. Naszą badaną próbką niech będzie oksydowana śruba "czwórka". Na zdjęciu widzimy zestawiony układ badawczy. Badana próbka znajduje się w cewce podłączonej do przedwzmacniacza a dalej do wzmacniacza płyty głównej komputera. Jako źródło zewnętrznego pola magnetycznego posłużył mi silny magnes neodymowy wyjęty ze niedziałającego dysku twardego.Poniższa plik to ścieżka dźwiękowa zawierająca to co pozostawiła zmiana kierunku pola magnetycznego domen podczas eksperymentu, w którym magnes był najpierw powoli przysuwany a potem powoli odsuwany od próbki.



barkhausen_effect.wav (4.55 MB)

Wnioski

Jak da się usłyszeć, w próbce występuje szum i dość głośne trzaski, które wskazują na to iż jednak nasze założenie jest prawdziwe! Momenty magnetyczne domen nie zmieniają kierunku na hura, ani też proporcjonalnie do wzrostu natężenia(właściwie to proporcjonalnie tylko zmiana jest skwantowana), jedynie pojedyncze domeny przechodzą bardzo szybko powodując trzaski w głośnikach. Opisane tutaj zjawisko nosi nazwę zjawiska Barkhausena, gdyż ten oto fizyk jako pierwszy je zaobserwował.

Copyright © IronWolf 2010 - 2011