Springen naar inhoud

[Natuuurkunde] Het polarisatie- en magnetisatieverschijnsel


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Boeri

    Boeri


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 januari 2006 - 22:15

Hallo, onze docent vroeg vorig jaar op zijn examen de volgende vraag:

BESPREEK POLARISATIEVERSCHIJNSEL EN MAGNETISATIEVERSCHIJNSEL + VERGELIJK

We hebben dit proberen op te zoeken maar komen er niet helemaal uit, alvast een poging.

Het polarisatieverschijnsel is een inwendige verandering in een ferromagnetische stof.
Het zwaartepunt van de ladingen binnen een atoom of molecule ligt niet meer in het midden, waardoor er een dipool instaat.
Dit effect vindt plaats op deeltjesniveau.

Als een significante hoeveelheid materie gemagnetiseerd wordt - waarbij de dipolen die aanwezig zijn in de stof of worden opgewekt
allemaal in dezelfde richting wijzen en dezelfde zin hebben - zal deze 2 polen hebben en een elektromagnetisch veld bezitten.

Magnetiseren is maw het op grootschalig vlak polariseren van de materie.


Zou dit voldoende zijn of kan iemand dit aanvullen? dankjewel

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 januari 2006 - 01:53

Uit sleutelwoorden in je tekst maak ik op dat het verhaal de kant op moet van polarisatie van elektrische dipolen (elektrische polarisatie) en van polarisatie van magnetische dipolen (magnetisatie).

elektrische polarisatie:

Het zwaartepunt van de ladingen binnen een atoom of molecule ligt niet meer in het midden, waardoor er een dipool instaat.

Laat dat atoom maar weg, het zal niet meevallen de lading van een atoom te polariseren. Een molecuul kan echter bestaan uit atomen die harder aan gezamenlijke elektronen trekken dan de andere. Een fameus voorbeeld is water, waar de gemeenschappelijke elektronen van de covalente elektronenparen dichter bij het O-atoom zullen liggen dan bij de H-atomen. Omdat een watermolecuul niet in alle richtingen symmetrisch is, (de H-atomen hangen onder een hoek van ongeveer 105° ten opzichte van elkaar aan het O-atoom) betekent dat dat het middelpunt van alle negatieve ladingen (de elektronen) verschuift ten opzichte van het middelpunt van alle positieve ladingen (de atoomkernen). Het middelpunt van de negatieve ladingen verschuift hier richting het O-atoom. Die kant van het molecuul is dus een beetje negatief geladen, en zo'n molecuul heet dan ook een elektrische dipool.

Geplaatste afbeeldingGeplaatste afbeelding
Het is een elektrisch polaire stof, en als je een glas water in een statisch elektrisch veld brengt, dan zullen de O-atomen zich richten richting de positieve kant van het statische veld, en van hetzelfde molecuul de H-atomen naar de negatieve kant van het elektrische veld. De moleculen gaan als het ware allemaal met de neuzen in dezelfde richting staan.
Hier vind je een applet waar je met een elektrische lading kan spelen rondom een watermolecuul, en dan zie je hoe het watermolecuul zich richt:
http://www.colorado....r_rotates2.html
In CO2 zijn de twee O-atomen niet onder een schuine hoek aan het centrale C-atoom gebonden, maar lijnrecht tegenover elkaar. Hoewel ook hier de O-atomen wat harder aan de gezamenlijke elektronen trekken, trekken ze precies in tegengestelde richting. Het middelpunt van alle negatieve ladingen (de elektronen) verschuift NIET ten opzichte van het middelpunt van alle positieve ladingen (de atoomkernen). Het CO2 molecuul is dan ook GEEN dipool.
Geplaatste afbeeldingGeplaatste afbeelding

Die elektrische polarisatie is dus iets wat zich afspeelt op deeltjesniveau, of beter nog, op molecuulniveau.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Boeri

    Boeri


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 15 januari 2006 - 23:13

Dankjewel, ik zie het helemaal zitten! Nogmaals dank, je bent een meerwaarde voor dit forum!

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 15 januari 2006 - 23:15

En een dezer dagen de magnetisatie dan. Dan heeft het niets meer te maken met statische verdeling van lading, maar met beweging van lading..... :roll:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44877 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 16 januari 2006 - 19:48

Magnetisme:
Je hebt vast wel eens zo'n plaatje gezien waarbij ze een magneet onder een glasplaatje leggen, en dan wat ijzervijlsel over de glasplaat strooien. De ijzerdeeltjes klonteren dan samen op de magneetveldlijnen, die van de noordpool van de magneet naar de zuidpool lopen (een kwestie van definitie). Hieronder zo'n plaatje, van Wikipedia geleend:
Geplaatste afbeelding Wat je ook moet weten, en wat je op dit plaatje nooit ziet, is dat die veldlijnen door de magneet zelf doorlopen, nu van zuid naar noord, zodat ze gesloten krommes vormen.

Hoe ontstaat nou zo'n magneetveld?

Als elektrische lading gaat bewegen, dan ontstaat rond die bewegende lading een magneetveld. Vraag mij niet precies waarom, het fijne is er nog niet van bekend.( En van wat er wel bekend is snap ik zelf de helft niet.) We stellen ons even een koperdraad voor (rood) waardoor ik een elektrische stroom laat lopen. In die koperdraad bewegen dus elektrisch geladen deeltjes allemaal dezelfde kant op. Rondom deze ladingsstroom ontstaat een magneetveld (blauwe lijnen). Hoe sterker de stroom, hoe sterker dat magneetveld. Je ziet dat de veldlijnen op dat plekje rondom die draad ook gesloten krommes zijn. Hier zijn die krommes zelfs mooi concentrische cirkels (zo zijn ze dan toch bedoeld, en ik hoop dat het perspectief duidelijk is :P
Geplaatste afbeelding De richting van het magneeetveld, van noord naar zuid, is met de pijltjes aangegeven; rondom de draad heb ik een stel kompasnaaldjes opgehangen, de blauwe einden zijn de noordpolen.
Dus rondom een stroomdraad ontstaat een magnetisch veld.
Hiervan maken we gebruik. Als we die draad niet recht houden, maar in een cirkel laten lopen, komen alle magneetlijnen aan één kant het midden van de cirkel in, en aan de andere kant er weer uit.
Geplaatste afbeelding
Dus, lading die in het rond gaat, en je krijgt een magneetveld met een noordpool en een zuidpool.

Nou heb ik dus één stroomdraadcirkel, met een noord- en een zuidpool.
Wat er gebeurt als er vier van die cirkels op een rijtje staan zie je beter op een professioneler plaatje: Geplaatste afbeelding
Rondom die draadjes zie je nog steeds die concentrische cirkeltjes van de afzonderlijke magneetvelden, en waar ze elkaar beginnen te raken vloeien ze in elkaar over, en vormen de veldlijnen die het hele samenstel van cirkeltjes, de spoel, omvatten. Nu heb ik een elektromagneet.(Die losse einden van veldlijnen moet je zien als buiten het plaatje doorlopend naar de andere kant overigens, die houden niet zomaar op hoor, dat zijn ook gesloten krommes)


Nou eens even naar een atoom kijken:
Geplaatste afbeelding
We zien een kern met neutronen en protonen, en daaromheen, als een razende in een baan rondvliegende, elektronen.

1)Een elektron is een geladen deeltje.
2)En een elektron beweegt.
3)Rond bewegende lading ontstaat een magneetveld.

Dus, elke elektronbaan is een klein elektromagneetje.

Ha, dan is elk elektron dus eigenlijk een magneet. Jawel.
Eén probleempje: die elektronbanen liggen als idioten door elkaar heen, met de noord- en zuidpolen allemaal door elkaar. Wat het ene elektron aantrekt zal een ander elektron weer afstoten, de magneetjes heffen elkaar op. Dus dat atoom als geheel heeft geen noord- of zuidpool.

POLARISEREN: Om van een stelletje atomen dus een klein magneetje te maken, moeten we van die atomen dus een aantal elektronen ongeveer in dezelfde richting laten ronddraaien. De cirkelbaantjes dus netjes op een rijtje zetten, de banen richten, de atomen polen geven. En dat noemen we polariseren. Er staan dan net als in dat spoeltje van het vierde plaatje meerdere van die stroomcirkeltjes op een rij, waarvan de magneetvelden dus samenvloeien toe één samenhangend magneetveld.

Als we dus een stof magnetisch willen polariseren, dan brengen we hem in een sterk magneetveld. Als kompasjes zullen elektronbanen zich gaan richten om lekker in dat magneetveld te passen. Als je de magneet weer weghaalt, en de elektronbanen blijven toch netjes staan, dan heb je een permanente magneet gemaakt. Magnetisch polariseren lukt lang niet met alle stoffen. Maar bijvoorbeeld wel met ijzer, nikkel en cobalt. Die staan in het periodiek systeem der elementen broederlijk naast elkaar, dus dat ze alledrie magnetiseerbaar zijn zal wel een kernfysische reden hebben vermoed ik.

En na deze twee verhalen over elektrische en magnetische polarisatie zul je dus je hele verhaal uit je beginbericht moeten herschrijven :roll: , want je weet inmiddels hoe het wél zit. :P
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures