సహజ అయస్కాంతాలు

'ఆసియా మైనర్‌'లోని 'మెగ్నీషియా' అనే ప్రాంతంలో కొన్ని రాళ్లకు ఆకర్షించే స్వభావం ఉన్నట్లు శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించారు. ఈ రాళ్లు ఇనుప ఖనిజాలు అని తెలుసుకున్నారు. ఈ ఖనిజానికి 'మేగ్నటైట్ (Fe₃O₄) అని, ఆకర్షించే గుణానికి 'మాగ్నటిజం' (అయస్కాంతత్వం) అని పేరు పెట్టారు.
 ప్రకృతిలో సహజంగా ఆకర్షించే ధర్మం ఉన్న ఖనిజాలను, రాళ్లను సహజ అయస్కాంతాలు అంటారు.
* ఇవి బలహీనంగా ఉంటాయి.
* వీటికి నిర్దిష్ట ఆకారం ఉండదు.
ఉదా: భూమి ఒక పెద్ద సహజ అయస్కాంతం.

 కృత్రిమ అయస్కాంతాలు: కృత్రిమ పద్ధతులను ఉపయోగించి రుద్దినా లేదా విద్యుత్‌ను ప్రవహింపజేసినా అయస్కాంత పదార్థాలు అయస్కాంతత్వాన్ని పొంది కృత్రిమ అయస్కాంతాలుగా మారతాయి.
* ఇవి బలమైన అయస్కాంతత్వం ఉన్న అయస్కాంతాలు.
* వీటికి నిర్దిష్ట ఆకారం ఉంటుంది.
ఉదా: దండాయస్కాంతం, గుర్రపునాడా అయస్కాంతం.

అయస్కాంత పదార్థాలు: అయస్కాంత ఆకర్షణకు గురయ్యే స్వభావం ఉన్న పదార్థాలను అయస్కాంత పదార్థాలు అంటారు.
ఉదా: ఇనుము, ఉక్కు, నికెల్, కోబాల్ట్ మొదలైనవి.

అనయస్కాంత పదార్థాలు: అయస్కాంత ఆకర్షణకు గురికాని పదార్థాలను అనయస్కాంత పదార్థాలు అంటారు.
ఉదా: కాగితం, కొయ్య, ఇత్తడి, అల్యూమినియం మొదలైనవి.
 

అయస్కాంత ధర్మాలు

ఆకర్షణ ధర్మం: అయస్కాంతానికి అయస్కాంత పదార్థాలను ఆకర్షించే గుణం ఉంటుంది. ఈ ఆకర్షణ గుణం అయస్కాంత కొనల వద్ద ఎక్కువగా, మధ్యలో తక్కువగా ఉంటుంది. అందుకే అయస్కాంతాన్ని ఇనుప రజనులో ముంచినప్పుడు కొనల వద్ద ఎక్కువగా, మధ్యలో తక్కువగా అంటుకుంటుంది. అయస్కాంతం లోపల ఏ బిందువు వద్దనైతే ఆకర్షణ గుణం గరిష్ఠంగా ఉంటుందో ఆ బిందువును 'అయస్కాంత ధ్రువం' అంటారు.

దిశాధర్మం: అయస్కాంతం ఎల్లప్పుడూ ఉత్తర, దక్షిణ ధ్రువాలను సూచిస్తుంది. అయస్కాంతాన్ని స్వేచ్ఛగా వేలాడదీసినప్పుడు ఉత్తర దిశను సూచించే కొనను ఉత్తర ధ్రువం (N) అనీ, దక్షిణ దిశను సూచించే కొనను దక్షిణ ధ్రువం (S) అనీ అంటారు.

అయస్కాంత ధ్రువాల సిద్ధాంతం: సజాతి అయస్కాంత ధ్రువాలు వికర్షించుకుంటాయి, విజాతి ధ్రువాలు ఆకర్షించుకుంటాయి. దీన్నే ధ్రువాల సిద్ధాంతం అంటారు.
ధ్రువాల జంట నియమం: అయస్కాంత ధ్రువాలు జతలుగా ఉంటాయి. వాటిని విడదీయలేం. ఏకధ్రువాలు విడివిడిగా ఉండలేవు. ఒక అయస్కాంతాన్ని ముక్కలుగా విభజిస్తే ఏర్పడిన ప్రతీ ముక్క ఉత్తర, దక్షిణ ధ్రువాలను కలిగి ఉండి ప్రత్యేక అయస్కాంతమవుతుంది.
అయస్కాంత ప్రేరణ ధర్మం: అయస్కాంతం ఇనుము, కోబాల్ట్, నికెల్, ఉక్కు లాంటి అయస్కాంత పదార్థాల్లో అయస్కాంతత్వాన్ని ప్రేరేపించి అయస్కాంతాలుగా మార్చే ధర్మాన్ని అయస్కాంత ప్రేరణ ధర్మం అంటారు.
 

అయస్కాంతీకరణ పద్ధతులు

ఒక అయస్కాంత పదార్థాన్ని అయస్కాంతంగా మార్చడానికి సాధారణంగా మూడు పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు.
అవి: 1. ఏకస్పర్శ పద్ధతి, 2. ద్విస్పర్శ పద్ధతి, 3. విద్యుత్ పద్ధతి.

ఏకస్పర్శ పద్ధతి: అయస్కాంత ఒక ధ్రువంతో అయస్కాంత పదార్థాలను పలుసార్లు రుద్దడం ద్వారా అయస్కాంతీకరించే పద్ధతిని ఏకస్పర్శ పద్ధతి అంటారు.
* ఈ పద్ధతిలో అయస్కాంతీకరించడానికి ఏ ధ్రువాన్ని ఉపయోగించామో, ఉక్కు కడ్డీ ప్రారంభపు కొన అదే ధ్రువసత్వాన్ని రెండో కొన వ్యతిరేక ధ్రువసత్వాన్ని పొందుతాయి.

ద్విస్పర్శ పద్ధతి: ఈ పద్ధతిలో అయస్కాంత పదార్థాన్ని అయస్కాంతీకరించడానికి రెండు శక్తిమంతమైన అయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తారు.

* ఈ పద్ధతిలో అయస్కాంతాల వ్యతిరేక ధ్రువాలను దగ్గరగా చేర్చి ఉక్కు కడ్డీని మధ్యలో నిట్టనిలువుగా ఉంచుతారు. రెండు అయస్కాంతాలను ఒకేసారి ఉక్కు కడ్డీ కొనల వద్దకు జరిపి రుద్దాలి. ఏ కొన వద్దనైతే అయస్కాంత ఉత్తర ధ్రువం ఉక్కు కడ్డీని వదిలిపెడుతుందో ఆ కొన దక్షిణ ధ్రువంగా మారుతుంది. ఏ కొనను దక్షిణ ధ్రువం వదిలిపెడుతుందో ఆ కొన ఉత్తర ధ్రువం అవుతుంది.

విద్యుత్ పద్ధతి: ఈ పద్ధతిలో అయస్కాంతీకరించాల్సిన ఉక్కు కడ్డీ చుట్టూ విద్యుత్ బంధకపు పూత ఉన్న రాగి తీగను చుట్టాలి. ఇప్పుడు రాగితీగ రెండు కొనలను బ్యాటరీ రెండు ధ్రువాలకు కలిపితే విద్యుత్ ప్రవహించి ఉక్కుకడ్డీ బలమైన, శాశ్వతమైన అయస్కాంతంగా మారుతుంది. ఈ పద్ధతిలో అయస్కాంతత్వాన్ని పొందిన ఉక్కు కడ్డీకి 'రిటెన్టివిటీ' ఎక్కువ. ఇది సులభమైన అయస్కాంతీకరణ పద్ధతి.

విద్యుదయస్కాంతం: ఏదైనా అయస్కాంత పదార్థపు కడ్డీ చుట్టూ చుట్టిన తీగ చుట్ట ద్వారా విద్యుత్‌ను ప్రవహింపజేసినప్పుడు అయస్కాతంగా మారి, ఆపివేసినప్పుడు అయస్కాంతత్వాన్ని కోల్పోతే దాన్ని విద్యుదయస్కాంతం అంటారు. విద్యుదయస్కాంతాల తయారీకి మెత్తని ఇనుమును ఉపయోగిస్తారు. ఎలక్ట్రిక్ క్రేన్లు, టేప్ రికార్డర్లు, స్పీకర్లు, డైనమో, మోటార్లు, కాలింగ్‌బెల్ మొదలైన పరికరాల్లో విద్యుదయస్కాంతాలను ఉపయోగిస్తారు.

అయస్కాంతక్షేత్రం: ఒక అయస్కాంతం దాని ప్రభావం ఎంతమేరకు కలిగి ఉంటుందో ఆ ప్రదేశాన్ని అయస్కాంతక్షేత్రం అంటారు. అయస్కాంతక్షేత్రం త్రిమితీయంగా ఆవరించి ఉంటుంది.
అయస్కాంత బలరేఖ: అయస్కాంతక్షేత్ర దిశలో ఉన్న ఏవైనా రెండు అతిదగ్గరి బిందువులను కలిపే సరళరేఖను అయస్కాంత బలరేఖ అంటారు. అయస్కాంత బలరేఖల సంఖ్య అయస్కాంతక్షేత్ర తీవ్రతకు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. అయస్కాంత బలరేఖలు ఊహారేఖలు. వీటిని అయస్కాంత సూచితో గీస్తారు.

అయస్కాంత అభివాహం: ఒక ప్రమాణ ఘనపరిమాణ మధ్యచ్ఛేదానికి లంబంగా ఉండే అయస్కాంత బలరేఖల సంఖ్యను అయస్కాంత అభివాహం అంటారు. దీన్ని  అనే అక్షరంతో సూచిస్తారు. ప్రమాణాలు ''వెబర్లు".
అయస్కాంతక్షేత్ర ప్రేరణ (లేదా) అయస్కాంత అభివాహ సాంద్రత: ఒక ప్రమాణ వైశాల్యానికి లంబంగా ప్రసరించే అయస్కాంత అభివాహాన్ని అయస్కాంత క్షేత్ర ప్రేరణ (లేదా) అయస్కాంత అభివాహ సాంద్రత అంటారు. దీన్ని 'B' అనే అక్షరంతో సూచిస్తారు.

ప్రమాణాలు: 1) న్యూటన్ / ఆంపియర్ మీటరు
                2) వెబర్ / మీటరు²
               3) టెస్లా
* 1 టెస్లా = 104 గాస్ అవుతుంది. 'గాస్' అనేది అయస్కాంతక్షేత్ర తీవ్రతకు C.G.S. ప్రమాణం.

 అయస్కాంతాల ఉపయోగాలు: అయస్కాంత సూచి ఎల్లప్పుడూ ఉత్తర, దక్షిణ దిశలను చూపిస్తుంది. దీన్ని ఉపయోగించి నావికా దిక్సూచిని తయారుచేస్తారు.
* దీని సహాయంతో సముద్రం మధ్యలో ఓడ స్థానం తెలుసుకుని, సరైన దిక్కులో నడిపి గమ్యాన్ని చేరుకోవచ్చు.
* అయస్కాంతాన్ని ఉపయోగించి మామూలు రాళ్ల నుంచి ఇనుప ఖనిజాన్ని వేరుచేయవచ్చు.

* శకిమంతమైన విద్యుదయస్కాంతాన్ని పెద్ద పెద్ద ఇనుప దూలాల్ని, బరువులను ఎత్తడానికి ఉపయోగించే ఎలక్ట్రికల్ క్రేన్‌లలో ఉపయోగిస్తారు.
*  విద్యుత్ అయస్కాంతాలను ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లు, స్పీకర్లు, డైనమోలు (జనరేటర్), మోటార్లు మొదలైనవాటిలో విరివిగా వాడతారు.

నిరయస్కాంతీకరణం: అయస్కాంతాన్ని రబ్బరు సుత్తితో కొట్టడం, వేడిచేయడం, సున్నితంగా ఉపయోగించకపోవడం, చాలా ఎత్తు నుంచి కిందకు పడవేయడం లాంటి చర్యల వల్ల అయస్కాంతం తన అయస్కాంతత్వాన్ని కోల్పోతుంది. దీన్నే నిరయస్కాంతీకరణం అంటారు.