נוסח השאלה המלא: האם יש חומר שאם נכניס אותו בין שני מגנטים (או מגנט וברזל למשל), אחד מהם לא ימגנט את השני. כלומר: חומר שחוסם אם השפעת המגנט. אני לא מתכוון לצורה כל שהיא של החלשת המגנט ע"י מגנט אחר.

שלום אבי,

בקצרה, התשובה לשאלתך היא לא. לא ניתן לחסום באופן מוחלט שדה מגנטי, זוהי תוצאה של משוואות מקסוול העומדות בבסיס התורה האלקטרומגנטית. בניגוד לשדה החשמלי, הנוצר ע"י מטענים חשמליים, השדה המגנטי אינו נוצר ע"י "מטענים" מגנטים ("מונופולים" מגנטיים) כיוון שאלו פשוט לא יכולים להתקיים (כיום ישנן תיאוריות חדשות שאינן שוללות את קיומם של מטענים כאלו באופן מוחלט, אך בפיסיקה הקלאסית המקובלת כיום, לא ניתן להניח קיום של מטענים כאלו). לכן, שדה מגנטי חייב להתקיים בין שני "קטבים", במבנה המכונה "דיפול". קווי השדה (המתארים את עוצמת וכיוון השדה המגנטי בכל נקודה) יוצאים מקוטב אחד, ונכנסים לקוטב השני. צפיפות קווי השדה מעידה על עוצמת השדה באיזור.
 בניגוד לקווי השדה החשמלי, שיכולים מבחינה תיאורטית להסתיים בנקודה מסויימת, קווי השדה המגנטי חייבים להסתיים בקוטב הפוך מזה שממנו יצאו.


מימין: תרשים של קוי השדה - יוצאים מקוטב צ ונכנבים לקוטב ד'; משמאל: תמונה אמיתי של שבבי מתכת המפוזרים מעל מגנט, וממחישים בצורה טובה את קוי השדה המגנטי. (מקור התמונות:וויקיפדיה)

מסיבה זו, לא ניתן לבטל לגמרי את השדה המגנטי מסביב למגנט. כפי שציינת, בכל זאת ניתן להחליש את עוצמת השדה המגנטי באיזור מסוים, וליצור בכך "בידוד אפקטיבי" עד לרמה נמוכה מספיק לצרכיך המעשיים. שיטה טובה לעשות זאת היא באמצעות חומרים בעלי פארמביליות  גבוהה במיוחד. פארמאביליות היא תכונה של החומר, ובדומה להולכה חשמלית היא קשורה למבנה האטומי של החומר ולסידור הגבישי של האטומים במוצק.
 הסבר פשוט למהותה של תכונה זאת הוא שקווי השדה המגנטי "מעדיפים" לעבור דרך חומרים עם פארמביליות גדולה ככל שניתן (בתור נקודת מוצא פארמביליות האויר היא 1, ולכן חומרים בעלי פארמביליות נמוכה מ-1 "יידחו" את השדה המגנטי, ואילו חומרים בעלי פארמביליות גבוהה יעודדו מעבר שדה מגנטי דרכם. מסיבה זאת, אם נעטוף את המגנט בחומר בעל פארמביליות גבוהה, קווי השדה (ובפועל השדה עצמו) יעברו מקוטב לקוטב דרך החומר עצמו, ורק חלק קטן יותר ייצר "החוצה" לאוויר. חשוב לציין כי חומרים בעלי פארמביליות גבוהה גם נמשכים בעצמם למגנט, מה שעלול להקשות על יצירת הבידוד.
אתר המוכר מוצרים שונים לבידוד מגנטי ע"י חונרים בעלי פארמביליות גבוהה(באנגלית – מומלץ לעיין בשאלות נפוצות)

בנוסף, כמו שהזכרת, השדה המגנטי הוא שדה ווקטורי, ולכן אם ישנם שני מגנטים (או יותר) עוצמת השדה בכל נקודה במרחב היא הסכום של השדה שתורם כל אחד מהמגנטים. בצורה זו ניתן לשנות ולעקם את קוי השדה המגנטי במרחב.

כרמל שור
המחלקה לכימהי פיזיקלית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

11 תגובות

  • יצחק

    מבודד מגנטי

    אני מוכן לשלם 100 אלף שקל למבודד מגנטי

  • אלדד

    האם יש אפשרות להחליש שדה מגנטי

    ברצוני לדעת אם יש לי מגנט שהוצמד לברזל וברצוני להחליש את עוצמת השדה המגנטי זה אפשרי?

  • שלומי

    שדה מגנטי במים

    שלום,
    האם צורת השדה ועוצמת השדה זהים באוויר במים מתוקים ובמי ים?

  • שלף שם טוב

    אילו ניתן היה לחסום שדה מגנטי

    אפשר היה ליצר אנרגיה ע"י חסימה וביטול חסימה לסרוגין בין שני מגנטים. פעם ניסיתי לבנות מנוע מגנטי כזה! הצבתי שני מגנטים שדוחים זה את זה כך שיהיו חופשים לנוע והעברתי בניהם פיסת ברזל. רציתי לבטל את כוח הדחייה ולקבל אותו שוב ,וכך לסובב מנוע! אולי צריך רמת דיוק גבוהה יותר בכדי להצליח. פיסת הברזל צריכה לעבור בדיוק רב ביו שני המגנטים!

  • ליאור סגל

    תיקון מגנט קבוע שאיבד את תכונותיו

    צוות מכון דוידסון שלום, מגנט קבוע שעשויי מחומר פרומגנטי ועבר תהליך תעשייתי שהפך אותי למגנט קבוע לכל דבר(לא מגנט זמני ע"י אלקטרומגנטיות) שהונח למשך זמן מול מגנט אחר בעל אותו עוצמה כששני קטבים זהים נמצאים זה מול זה כך שנוצרת התנגדות למשך זמן עד שההתנגדות החלישה או ביטלה את כוח המגנטים .1 איזה מבין שני המגנטים יחלש או ששניהם יחלשו ? 2.לאחר שנחלש המגנט או המגנטים כתוצאה מההתנגדות הממושכת הנ"ל איזה פעולות ניתן לעשות כדי להחזיר את המגנט הקבוע לקדמותו קרי שיחזור להיום מגנט קבוע באותה עוצמה שהיה לפני ההתנגדות הממושכת ,אבקש לפרט את תהליך הפעולות בצורה מדויקת ואת משך זמנם

    בתודה :ליאור

  • כרמל שור

  • אבי

    החלשת מגנט

    האם המגנט נחלש רק כשהוא "מול מגנט אחר בעל אותה עוצמה כששני קטבים זהים נמצאים זה מול זה כך שנוצרת התנגדות למשך זמן" (כאמור בשאלה של ליאור), או שגם אם נעשה את אותה פעולה פעמים רבות למשך זמן קצר.

  • כרמל שור

    מגנטים קבועים - יצירה והריסה

    כפי שציינתם, מגנט קבוע יכול לאבד את תכונותיו כאשר נמצא בתור שדה מגנטי אחר. כדי להבין מה קורה בדיוק, יש להבין מהו מגנט קבוע ואיך הוא נוצר.
    חומרים פרומגנטים הם חומרים היכולים לקבל תכונות מגנטיות. הכוונה היא שהחלקיקים המרכיבים אותם יכולים לשנות את תכונת ה"ספין" שלהם בקלות יחסית. מלכתחילה הספינים מסודרים באופן אקראי. במצב זה החומר (ברזל למשל) אינו מגנטי, כיון שסכום השדות המגנטיים שנוצרו ע"י כל ספין הוא בקירוב אפס. יחד עם זאת, החומר עדיין יימשך למגנט או לשדה מגנטי שנוצר ע"י זרם, בגל שינוים רגעיים של הספינים בחומר. לאחר זמן מסויים (התלוי בעוצמת השדה ובתכונות החומר) יסתדרו כל הספינים שבחומר באותו כיוון, ויישארו במצב זה באופן קבוע. במקרה זה ניתן יהיה לסכום את השדה המגנטי של כל ספין, וכיון שכולם באותו הכיוון הם לא יבטלו זא"ז אלא יצטרפו לכדי שדה מגנטי.
    על מנת להרוס מגנט קבוע, יש להחזיר את הספינים למצב אקראי. ניתן לעשות זאת ע"י הפעלת שדה מגנטי חיצוני בכיוון אחר, ויותר טוב ע"י ,שינוי השדה המגנטי לסירוגין - כפי ששאל אבי. (לדוגמא שפשוף המגנטים זה בזה).לאחר שחזרו הספינים למצב אקראי, או אקראי חלקית, המגנט יהרס או יחלש בהתאמה.
    מסיבה זו, כאשר שני מגנטים *זהים* יונחו זה ממול זה, שניהם יפחיתו את השדה המגנטי זה של זה. כיון שעוצמת ההפחתה תלויה בעוצמת השדה החיצוני, יגיעו שני המגנטים לעוצמה זהה שממנה לא ירדו (כמעט). כמובן שאם מגנט אחד הוא גדול יותר או חזק יותר, הוא יחליש את השני יותר ממה שיחלש בעצמו, ובסופו של דבר יהרס רק מגנט אחד.
    על מנת ליצור מחדש מגנט קבוע מהחומר שנהרס, כל שיש לעשות הוא להשאיר את המגנט בתוך שדה מגנטי חזק מספיק למשך פרק זמן מספיק. כיון שזהו אתר מדעי ולא טכני, לא ניתן לענות על שאלות ספציפיות בנוגע לחומר שאותו לא תיארת.
    תוכל לנסות להעזר באתרים אלו:
    http://www.nuffieldfoundation.org/practical-physics/making-permanent-magnet

    http://au.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070527005337AAbNl0f

    בהצלחה!

  • אבי

  • אבי

    מגנט

    תודה על התשובה המלומדת. אולם כמי שאינו מומחה בשטח אשמח אם תוסיף הסבר אלו חומרים הם בעלי פארמביליות גבוהה. ושאלה נוספת האם חומרים אלו נמשכים למגנט בעוצה רגילה או נמוכה / גבוהה יותר.

  • כרמל שור

    חומרים פרמאבילים

    כמו שנאמר, פרמאביליות היא תכונה של החומר, התלויה בסידור הגבישי של האטומים, ובתכונות אטומיות של החומר עצמו. ע"מ להבין בדיוק מה גורם לחומר מסויים להיות בעל פרמאביליות גבוהה או נמוכה, נדרש רקע בהנדסת חומרים/כימיה.
    באתר זה
    http://www.lessemf.com/faq-shie.html#Lead-Copper
    ישנה רשימה של חומרים לדוגמא - אויר, נחושת, עופרת ,פח וחומרים נוספים המשמשים לעיתים קרובות למיסוך שדה חשמלי, הם בעלי פרמאביליות של ~1, כלומר כמעט ואינם משנים לעניין קווי השדה.
    חומרים אחרים כדוגמת ניקל ופלדה, הם בעלי פרמביליות של ~200. החברה משווקת חומרים ייעודיים לבידוד מגנטי, בעלי פרמביליות של עד 1000000(!!).
    חומרים בעלי פרמאביליות גבוהה נמשכים למגנט, ואף עושים זאת בעוצמה גבוהה יותר. ניתן להבין זאת בצורה מפושטת ע"י הסתכלות בקווי השדה - כאמור, קווי השדה "מעדיפים" לעבור דרך החומר הפרמאבילי, ולכן יש בו "צפיפות קווי שדה" גבוהה יותר, המשולה לעוצמת כח גדולה יותר.
    כפי שמוסבר באתר, כאשר מנסים לבודד שני מגנטים זה מזה יש לעטוף כל אחד מהם בנפרד.

    הבהרה נוספת - לעניין מעשי, ניתן למסך כמעט לגמרי השפעה של שדה מגנטי, ע"י שימוש בחומרים פרמאבילים כמו שהסברתי. בכל מחשב ובכל זיכרון מגנטי נייד נעשה שימוש בתכונה זו, אחרת היה הזכרון נהרס בתגובה להפעלת שדה מגנטי (והוא לא, כפי שמודגם כאן : http://cobolhacker.com/2006/10/28/is-it-possible-to-erase-a-hard-drive-w... ).