أثر باركهاوزن

أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز س ش ص ض ط ظ ع غ ف ق ك ل م ن هـ و ي

أثر باركهاوزن

اثر باركهاوزن

Barkhausen effect - Effet Barkhausen

أثر باركهاوزن

فوزي عوض

اكتشف باركهاوزن H. Barkhausen عام 1919 ظاهرة تغيرات متقطعة في منحني المغنطة، تسمى أحياناً قفزات باركهاوزن، وذلك لدى مغنطة عينة حديدية المغنطة (مثل أكسيد الحديد المغنطيسي أو الحديد أو النيكل) بزيادة الحقل المغنطيسي المطبَّق عليها. لذلك يمكن أن ترى إما برسم تغيرات حقل التحريض المغنطيسي (B) مع تغيرات الحقل المغنطيسي (H) (الشكل1)؛ وإمّا برسم تغيرات شدة المغنطة لمادة حديدية المغنطة مع تغيرات الحقل المغنطيسي. تمتلك المواد الحديدية المغنطة مغنطة ذاتية، أي إن عدداً كبيراً من الذرات ذات السبين التي تشبه الإبر المغنطيسية؛ تتبادل التأثير لتصطف في الاتجاه نفسه، لكن هذا التوجّه لا يمتد على كامل العينة؛ بل تنقسم العينة من الناحية المغنطيسية إلى مناطق ذرات كل منطقة منها لها اتجاه يختلف عن اتجاه المناطق الأخرى، بحيث لا يظهر على العينة ككل مغنطة تذكر، مع أن لكل منطقة مغنطة ذاتية، وتفصل بين هذه المناطق تخوم ذات توجهات انتقالية. عند تطبيق الحقل المغنطيسي تدور توجهات هذه المناطق باتجاه الحقل وتكبر المناطق المتجهة باتجاه الحقل، لتصبح مغنطة العينة كاملةً باتجاه الحقل المغنطيسي المطبق عند الوصول إلى الإشباع، ولا تفقد هذه المغنطة عند زوال الحقل. وقد ظُنّ في البدء أن هذه الظاهرة ناتجة من دوران منطقة بكاملها، وأن كبر القفزة قياس لحجم المنطقة. غير أن قياسات دقيقة على عينات عدد المناطق فيها قليلٌ تُمكن من الكشف عن تغيراتها وتبين بطلان هذا، وأن هذه الظاهرة هي نتيجة حركة تخوم المناطق المغنطيسية بتأثير الطاقة المغنطيسية، وعدة تآثرات ذات أصل مرن بين المناطق المختلفة، مما يجعل القفزات ذات صفة عشوائية، وبدأت تعدّ ضجيجاً مغنطيسياً. وفي الواقع يمكن سماع طقطقة صوتية إذا لفّت وشيعة على مادة حديدية المغنطة وضخّمت الإشارة التي توصل بمكبر صوت(الشكل 1).

(الشكل 1)

يعدّ هذا الأثر دليلاً مباشراً على وجود مناطق مغنطيسية، كما أن الضجيج المغنطسي صار يُستعمل لتحديد جودة الأنواع المختلفة من أدوات التسجيل المغنطيسية، وفي الاختبارات اللاإتلافية، ولدراسة تحريك التخوم المغنطيسية نظرياً. غير أن بعض الدراسات الحديثة استعملت هذا الأثر لدراسة نشوء المناطق نفسها، إذ تتألف كل منطقة من المناطق المدروسة سابقاً وسطياً من مئات بلايين الذرات، لكنه مع ضرورة استعمال طبقات مغنطيسية رقيقة في الأدوات الإلكترونية الحديثة تبيَّن ضرورة التعمق في دراستها؛ لأن كل منطقة قد تحتوي على بضعة ملايين من الذرات أو أقل، وبالتالي يمكن استعمال ضجيج باركهاوزن عند القيام بتحليله حاسوبياً؛ مؤشراً مناسباً لدراسة كيفية تجمع السبينات ذاتياً لتنمو إلى مناطق مختلفة التوجهات.

مراجع للاستزادة:

- D. Spasojevic etal., Physical Review, 1996.

-A. J. DEKKER، Solid State Physics, MacMillan 1964.

-G. P. Harnwell, Principles of Electricity and Electromagnetism، McGraw-Hill Book Comp. 1949.