అయస్కాంతం

అయస్కాంతం లేదా సూదంటు రాయి (ఆంగ్లం: Magnet) ఒక పదార్థం, దీనిచుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రం (Magnetic field) ఉంటుంది. ఈ పదార్థం రెండు ధృవాలు (కొనలు), ఉత్తర ధృవం (North pole), దక్షిణ ధృవాలను (South pole) కలిగి, ఆకర్షణా బలమైన అయస్కాంత బలం (Magnetic force) కలిగి వుంటుంది. ఈ ధృవాలు ఎల్లప్పుడూ జతలుగా ఉంటాయి. సాధారణంగా అయస్కాంత దండాలను, ఉక్కుతో తయారుచేస్తారు. అయస్కాంతాలు రెండు రకాలు, ఒకటి మృదు అయస్కాంతం, రెండవది ధృడ అయస్కాంతం. అయస్కాంత బలాలు ఆ వస్తువు యొక్క ధృవాలవద్ద ఎక్కువగాను, కేంద్రభాగంలో 'సున్న' తో సమానంగానూ వుంటాయి.

ఇనుప రజను, ఒక అయస్కాంత దండం చుట్టూ, అయస్కాంత క్షేత్రంలో

భూమి ఒక పెద్ద సహజ అయస్కాంతం. దీని అయస్కాంత ప్రభావం భూమి ఉపరితలం నుండి సుమారు 5, 28, 000 కి.మీ. ఎత్తు వరకు వ్యాపించి ఉంటుంది.

ఈవింగ్ అణుసిద్ధాంతం

1890లో ఈవింగ్ అనే శాస్త్రజ్ఞుడు అయస్కాంత అణుసిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. దాని ప్రకారం ప్రతి అయస్కాంత పదార్థంలోని అతి చిన్నదైన అణువు ఒక చిన్న అయస్కాంతం లాగా ప్రవర్తిస్తుంది. దీన్ని అయస్కాంత అణువు అంటారు. అయితే అయస్కాంత, అనయస్కాంత పదార్థాల మధ్య తేడాను ఈ సిద్ధాంతం ద్వారా వివరించలేకపోయారు.

ఉపోద్ఘాతము

ప్రకృతిలో కొన్ని రాళ్ళకు ఇనుము, నికెల్ వంటి వాటిని ఆకర్షించే స్వభావం ఉంటుంది. ఈ స్వభావాని అయస్కాంతత్వం అంటారు.

చరిత్ర

పూర్వం మాగ్నీషియా దీవులలో ఒక గొర్రెల కాపరి గొర్రెలను మేతకు తీసుకొని ఒక ప్రాంతానికి వెళ్ళీనపుడు ఆ ప్రాంతంలో గల కొన్ని రాళ్ళు వాడు పట్టుకొని వచ్చే ఇనుప పనిముట్లను ఆకర్షించటం గమనించాడు. ఆ విషయం అందరికీ తెలిసిన తర్వాత ఆ దీవిలో గల రాళ్ళకు ఆ స్వభావం కలనందువల్ల ఆ రాళ్ళకు మాగ్నటైట్ అని పేరు పెట్టారు. క్రమంగా "మాగ్నెట్" అని పేరు వచ్చింది.

అయస్కాంతంలో రకములు

• సహజ అయస్కాంతాలు
• కృత్రిమ అయస్కాంతాలు.

అయస్కాంత ధర్మములు

• అయస్కాంతమునకు ఏ బిందువుల వద్ద ఎక్కువ ఆకర్షణ బలం ఉంటుందో ఆ బిందువులను అయస్కాంత ధృవములులు అంటారు.
• అయస్కాంతం ఉత్తర, దక్షిణ దృవములు కలిగి ఉంటుంది.
• అయస్కాంతాన్ని స్వేచ్ఛగా వ్రేలాడదీసినపుడు అది భౌగోళిక ఉత్తర, దక్షిణ దృవాలను చూపుతుంది. (దిశాధర్మం)
• అయస్కాంత సజాతి దృవములు వికర్షించబడును. విజాతి దృవములు ఆకర్షించబడును.

కృత్రిమ అయస్కాంతం తయారు చేసే పద్ధతులు

• ఏక స్పర్శ పద్ధతి
• ద్వి స్పర్శ పద్ధతి
• విద్యుత్ పద్ధతి
• ప్రేరణ వల్ల అయస్కాంతత్వం

అయస్కాంత క్షేత్రం

అయస్కాంత ధ్రువాలకు ఉండే ఆకర్షించే లేదా వికర్షించే స్వభావాన్ని "ధ్రువసత్వం" (m) అంటారు. m ధ్రువసత్వం, 2l పొడవు ఉన్న అయస్కాంత దండాన్ని క్షితిజ సమాంతరంగా గాలిలో వ్రేలాడదీస్తే అది ఎల్లపుడూ ఉత్తర దక్షిణ దిశలను సూచిస్తుంది. దీనినే అయస్కాంత దిశాధర్మం అంటారు. దీనికి కారణం దండాయస్కాంతంలో ఉన్న బలాలు ఒక క్రమయుగ్మాన్ని కలిగించడమే. ఒక దండాయస్కాంతం క్రమయుగ్మం దాని ధ్రువసత్వం, పొడవుల లబ్ధానికి సమానం. దీన్నే "అయస్కాంత భ్రామకం" (M) అంటారు. M= m x 2l

అయస్కాంత బలరేఖలు

అయస్కాంత ప్రభావం దానిచుట్టూ ఎంతమేర వ్యాపించి ఉందో ఆ ప్రదేశాన్ని అయస్కాంత క్షేత్రం అంటారు. ఈ క్షేత్రంలో అయస్కాంత బలరేఖలు ఉంటాయి. ఇవి ఊహారేఖలు. ఇవి దండాయుస్కాంత ఉత్తర ధ్రువాన్నుండి విడుదలై దక్షిణ దిశకు వెళుతున్నట్లుగా బాణం గుర్తులతో సూచిస్తారు. (ఊహా దిశ)

ప్రవేశ్య శీలత

ఒక యానకం తన ద్వారా అయస్కాంత బలరేఖలను ప్రసరింపజేసే స్వభావాన్ని, లేదా తాను అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రభావానికి లోనయ్యే స్వభావాన్ని ఆ యానకపు ప్రవేశ్యశీలత అంటారు. ప్రవేశ్యశీలత యానక స్వభావాన్ని తెలియజేస్తుంది.

విలోమ వర్గ నియమము

రెండు అయస్కాంత ధ్రువాల మధ్య ఆకర్షణ లేదా వికర్షణ బలం ఆ రెండు ధ్రువాల ధ్రువసత్వాల లబ్ధానికి అనులోమానుపాతంలోను, ఆ రెండు ధ్రువాల మధ్య దూరానికి విలోమానుపాతంలోను ఉంటుంది. దీనిని "అయస్కాంత విలోమ వర్గ నియమం" అంటారు. ఈ నియమం ప్రకారం F = K ( m₁ x m₂) / r². ఇక్కడ K ను అనుపాత స్థిరాంకం అంటారు.

ఒక అయస్కాంత పదార్థం అయస్కాంతక్షేత్రం ఉన్న యానకంలో ఉంటే ఆ పదార్థ ప్రవేశ్యశీలత వలన దాని ద్వారా అయస్కాంత బలరేఖలు సులువుగా ప్రవేశించగలుగుతాయి. ఈ బల రేఖలను అయస్కాంత ప్రేరణ రేఖలు అంటారు. దీని వలన వస్తువు ఒక అయస్కాంతంలా ప్రవర్తిస్తుంది. బాహ్య అయస్కాంత ప్రేరణ వలన వస్తువులో అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రేరేపణ ఏర్పడింది గనుక ఈ ప్రక్రియను అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రేరేపణ లేదా అయస్కాంత అభివాహ సాంద్రత అంటారు. ఇది ఒక ప్రమాణ ఉత్తరధ్రువంపై పని చేసే బలానికి సమానం.

అయస్కాంత పదార్థాల వర్గీకరణ

అయస్కాంత ధర్మాల ఆధారంగా పదార్థాలను మూడు వర్గాలుగా విభజించవచ్చును.

• డయా అయస్కాంత పదార్థాలు: గాలి, నీరు, ఆల్కహాలు, పాదరసం, బిస్మత్, కార్బన్, రాగి, సీసం, వెండి, బంగారం మొదలైనవి.
• పారా అయస్కాంత పదార్థాలు: ఆక్సిజన్, నికెల్, మాంగనీసు, అల్యూమినియం, ప్లాటినం, క్రోమియం మొదలైనవి.
• ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలు: ఇనుము, కోబాల్ట్ మొదలైనవి.

అయస్కాంతాల ఉపయోగాలు

పలుచని అయస్కాంత పూతపై హార్డ్ డిస్క్ సమాచారాన్ని రికార్డు చేస్తుంది.

• అయస్కాంతంతో రికార్డింగ్: వి.హెచ్.ఎస్. టేపులలో అయస్కాంత టేపు ఉంటుంది. దీని మీద వీడియో, ఆడియో సమాచారం కోడ్ భాషలో లిఖించబడుతుంది. సాధారణమయిన ఆడియో కేసెట్లు కూడా ఇదే పద్ధతి ఉంటుంది. అయితే కంప్యూటర్, ఫ్లాపీ, హార్డ్ డిస్క్ ల మీద సమాచారం పలుచని అయస్కాంత పొర మీద రాయబడుతుంది.
• క్రెడిట్, డెబిట్,, ఎ.టి.ఎమ్. కార్డులు: వీటన్నింటిలోనూ ఒక వైపున చిన్న అయస్కాంత పట్టీ కలిగివుంటాయి. ఈ పట్టీ మీద ఖాతాదారుని సమాచారం నిక్షిప్తమవుతుంది.
• దూరదర్శిని, కంప్యూటర్ మానిటర్లు: వీనిలో కాథోడ్ రే ట్యూబ్ విద్యుదయస్కాంతాన్ని ఉపయోగించి ఎలక్ట్రాన్లను తెరమీదకు దారిమారుస్తాయి.
• స్పీకర్లు, మైక్రోఫోన్లు: చాలా స్పీకర్లలో ఆయస్కాంతం చుట్టూ త్రిప్పబడిన వైరు ఉంటుంది. ఇవి విద్యుత్తును యాంత్రిక శక్తిగా మార్చి శబ్దాన్ని ఉత్పత్తిచేస్తుంది.

Magnetic hand separator for heavy minerals

• విద్యుత్ మోటారు, జనరేటర్: కొన్ని విద్యుత్ మోటార్లు అయస్కాంతం, విద్యుచ్చక్తితో నడుస్తాయి. జనరేటర్లలో యాంత్రిక శక్తిని విద్యుచ్చక్తిగా మారుస్తాయి.
• ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు: విడివిడిగా ఉన్న రెండు తీగ చుట్టల (వైర్లు) మధ్య విద్యుత్ శక్తిని ఒకదానినుండి మరొకదానికి అందించే పరికరం ట్రాన్స్‌ఫార్మర్. ఇది సహజంగా విద్యుత్తును ఒక వోల్టేజి నుండి మరొక వోల్టేజికి మార్చడానికి ఉపయోగపడుతుంది.
• దిక్సూచి: అయస్కాంతీకరింపబడిన ఒక సూచిక (magnetized pointer) . భూమి యొక్క అయస్కాంత గుణం ఆధారంగా ఇది ఎల్లప్పుడూ ఒక నిర్దిష్టమైన దిశను సూచిస్తుంది..

బొమ్మలలో అయస్కాంతాలను అనేక చోట్ల వాడుతారు. M-tic అనే ఈ బొమ్మలో నిర్మాణానికి రాడ్లను అయస్కాంత గుణం ద్వారా కలుపుతారు.

మూలాలు, వనరులు

• ఈనాడు - ప్రతిభ అనుబంధం - 2008 అక్టోబరు 18 - వ్యాస రచయిత: అక్కినేని శైలజ (విశాఖపట్నం క్వీన్ మేరీ బాలికల ఉన్నత పాఠశాల ఉపాధ్యాయురాలు)

బయటి లింకులు

• Articles, tutorials and other educational information about magnets National High Magnetic Field Laboratory
• Answers to several questions from curious kids about magnets Archived 2008-09-12 at the Wayback Machine
• Magnetic units are discussed here
• Kids Konnect - Magnets