பூமியின் காந்தப்புலம் மேற்பரப்பில் சுமார் 25-65 மைக்ரோடெஸ்லா (0.25-0.65 காஸ்) ஆகும் - இது திசைகாட்டி ஊசிகளைத் திசை திருப்ப போதுமானது

ஒரு குளிர்சாதனப் பெட்டி காந்தம் அதன் மேற்பரப்பில் சுமார் 0.001 டெஸ்லா (10 காஸ்) ஐ உருவாக்குகிறது

எம்ஆர்ஐ இயந்திரங்கள் 1.5 முதல் 7 டெஸ்லா வரை பயன்படுத்துகின்றன - இது பூமியின் புலத்தை விட 140,000 மடங்கு வரை வலிமையானது!

ஒரு ஆய்வகத்தில் உருவாக்கப்பட்ட மிக வலுவான தொடர்ச்சியான காந்தப்புலம்: 45.5 டெஸ்லா (புளோரிடா மாநில பல்கலைக்கழகம்)

நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் 100 மில்லியன் டெஸ்லா வரை காந்தப்புலங்களைக் கொண்டுள்ளன - இது பிரபஞ்சத்தில் மிக வலுவானது

மனித மூளை சுமார் 1-10 பிகோடெஸ்லாவின் காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகிறது, இது MEG ஸ்கேன்கள் மூலம் அளவிடக்கூடியது

மாக்லெவ் ரயில்கள் 600+ கிமீ/மணி வேகத்தில் ரயில்களை உயர்த்திச் செல்ல 1-4 டெஸ்லா காந்தப்புலங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன

1 டெஸ்லா = சரியாக 10,000 காஸ் (SI மற்றும் CGS அமைப்புகளுக்கு இடையிலான வரையறுக்கப்பட்ட உறவு)

வரையறை: காந்தப் பாய்வு அடர்த்தியின் SI அலகு. 1 T = 1 வெபர்/மீ² = 1 கிலோ/(A·s²)

பெயரிடப்பட்டது: நிகோலா டெஸ்லா (1856-1943), கண்டுபிடிப்பாளர் மற்றும் மின் பொறியாளர்

பயன்பாடு: எம்ஆர்ஐ இயந்திரங்கள், ஆராய்ச்சி காந்தங்கள், மோட்டார் விவரக்குறிப்புகள்

பொதுவான மதிப்புகள்: பூமி: 50 µT | குளிர்சாதனப் பெட்டி காந்தம்: 10 mT | எம்ஆர்ஐ: 1.5-7 T

வரையறை: காந்தப் பாய்வு அடர்த்தியின் CGS அலகு. 1 G = 10⁻⁴ T = 100 µT

பெயரிடப்பட்டது: கார்ல் ஃபிரெட்ரிக் காஸ் (1777-1855), கணிதவியலாளர் மற்றும் இயற்பியலாளர்

பயன்பாடு: பழைய உபகரணங்கள், புவி இயற்பியல், தொழில்துறை காஸ்மீட்டர்கள்

பொதுவான மதிப்புகள்: பூமி: 0.5 G | ஒலிபெருக்கி காந்தம்: 1-2 G | நியோடைமியம் காந்தம்: 1000-3000 G

வரையறை: காந்தப்புல வலிமையின் SI அலகு. புலத்தை உருவாக்கும் ஒரு யூனிட் நீளத்திற்கான மின்னோட்டம்.

பயன்பாடு: மின்காந்த வடிவமைப்பு, சுருள் கணக்கீடுகள், காந்தப் பொருட்கள் சோதனை

பொதுவான மதிப்புகள்: பூமி: 40 A/m | சோலனாய்டு: 1000-10000 A/m | தொழில்துறை காந்தம்: 100 kA/m

வரையறை: காந்தப்புல வலிமையின் CGS அலகு. 1 Oe = 79.5775 A/m

பெயரிடப்பட்டது: ஹான்ஸ் கிறிஸ்டியன் ஓர்ஸ்டெட் (1777-1851), மின்காந்தவியலைக் கண்டுபிடித்தவர்

பயன்பாடு: காந்தப் பதிவு, நிரந்தர காந்த விவரக்குறிப்புகள், ஹிஸ்டெரிசிஸ் சுழல்கள்

பொதுவான மதிப்புகள்: வன் வட்டின் கோயர்சிவிட்டி: 2000-4000 Oe | நிரந்தர காந்தம்: 500-2000 Oe

வரையறை: ஒரு டெஸ்லாவின் ஒரு மில்லியன் பங்கு. 1 µT = 10⁻⁶ T = 0.01 G

பயன்பாடு: புவி இயற்பியல், வழிசெலுத்தல், EMF அளவீடுகள், உயிர் காந்தவியல்

பொதுவான மதிப்புகள்: பூமியின் புலம்: 25-65 µT | மூளை (MEG): 0.00001 µT | மின்சாரக் கம்பிகள்: 1-10 µT

வரையறை: 1 நானோடெஸ்லாவிற்கு சமம். 1 γ = 1 nT = 10⁻⁹ T. புவி இயற்பியலில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பயன்பாடு: காந்த ஆய்வுகள், தொல்லியல், கனிம ஆய்வு

பொதுவான மதிப்புகள்: காந்த ஒழுங்கின்மை கண்டறிதல்: 1-100 γ | தினசரி மாறுபாடு: ±30 γ

மின்காந்தவியல்

ஒரு விரிவுரை விளக்கக்காட்சியின் போது, ஓர்ஸ்டெட் ஒரு மின்னோட்டம் பாயும் கம்பிக்கு அருகில் ஒரு திசைகாட்டி ஊசி விலகுவதைக் கவனித்தார். இது மின்சாரத்தையும் காந்தவியலையும் இணைத்த முதல் அவதானிப்பு. அவர் தனது கண்டுபிடிப்புகளை லத்தீன் மொழியில் வெளியிட்டார், மேலும் சில வாரங்களுக்குள், ஐரோப்பா முழுவதும் உள்ள விஞ்ஞானிகள் இந்த சோதனையை மீண்டும் செய்தனர்.

மின்சார ஓட்டங்கள் காந்தப்புலங்களை உருவாக்குகின்றன என்பதை நிரூபித்து, மின்காந்தவியல் துறையை நிறுவினார்

மின்காந்தத் தூண்டல்

மாறும் காந்தப்புலங்கள் மின்சார ஓட்டங்களை உருவாக்குகின்றன என்று ஃபாரடே கண்டுபிடித்தார். ஒரு கம்பிச் சுருள் வழியாக ஒரு காந்தத்தை நகர்த்துவது மின்சாரத்தை உருவாக்கியது - இது இன்றைய ஒவ்வொரு மின்சார ஜெனரேட்டர் மற்றும் மின்மாற்றியின் பின்னணியில் உள்ள கொள்கையாகும்.

மின்சார உற்பத்தி, மின்மாற்றிகள் மற்றும் நவீன மின்சாரக் கட்டத்தை சாத்தியமாக்கியது

ஒருங்கிணைந்த மின்காந்தக் கோட்பாடு

மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகள் மின்சாரம், காந்தவியல் மற்றும் ஒளியை ஒரே கோட்பாட்டில் ஒருங்கிணைத்தன. அவர் பி-புலம் மற்றும் எச்-புலத்தின் கருத்துக்களை தனித்துவமான அளவுகளாக அறிமுகப்படுத்தினார், ஒளி ஒரு மின்காந்த அலை என்பதைக் காட்டினார்.

மின்காந்த அலைகளை முன்னறிவித்தார், இது ரேடியோ, ரேடார் மற்றும் கம்பியில்லாத் தொடர்புக்கு வழிவகுத்தது

லோரென்ட்ஸ் விசை விதி

காந்த மற்றும் மின்சாரப் புலங்களில் நகரும் ஒரு சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள் மீதான விசையை விவரித்தார்: F = q(E + v × B). இந்த சூத்திரம் மோட்டார்கள், துகள் முடுக்கிகள் மற்றும் கேத்தோடு கதிர் குழாய்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்ள அடிப்படையானது.

புலங்களில் துகள் இயக்கம், நிறை நிறமாலையியல் மற்றும் பிளாஸ்மா இயற்பியல் ஆகியவற்றைப் புரிந்துகொள்வதற்கான அடித்தளம்

மீக்கடத்துத்திறன்

பாதரசத்தை 4.2 K க்கு குளிர்விப்பதன் மூலம், ஓனஸ் அதன் மின்சார எதிர்ப்பு முற்றிலுமாக மறைந்துவிடுவதைக் கண்டுபிடித்தார். மீக்கடத்திகள் காந்தப்புலங்களை வெளியேற்றுகின்றன (மெய்ஸ்னர் விளைவு), இது பூஜ்ஜிய ஆற்றல் இழப்புடன் அதி-வலுவான காந்தங்களை அனுமதிக்கிறது.

எம்ஆர்ஐ இயந்திரங்கள், மாக்லெவ் ரயில்கள் மற்றும் 10+ டெஸ்லா புலங்களை உருவாக்கும் துகள் முடுக்கி காந்தங்களுக்கு வழிவகுத்தது

முதல் லேசர்

காந்தவியல் பற்றி நேரடியாக இல்லாவிட்டாலும், ஃபாரடே சுழற்சி மற்றும் ஜீமன் விளைவு போன்ற காந்த-ஒளி விளைவுகள் மூலம் லேசர்கள் துல்லியமான காந்தப்புல அளவீடுகளைச் சாத்தியமாக்கின.

காந்தப்புல உணர்தல், ஒளியியல் தனிமைப்படுத்திகள் மற்றும் காந்த தரவு சேமிப்பகத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியது

எம்ஆர்ஐ மருத்துவப் படமெடுப்பு

புற்றுநோய் திசுக்கள் ஆரோக்கியமான திசுக்களை விட வேறுபட்ட காந்த தளர்வு நேரங்களைக் கொண்டிருப்பதை டமாடியன் கண்டுபிடித்தார். இது எம்ஆர்ஐ (காந்த அதிர்வு படமெடுப்பு) க்கு வழிவகுத்தது, இது கதிர்வீச்சு இல்லாமல் விரிவான உடல் ஸ்கேன்களை உருவாக்க 1.5-7 டெஸ்லா புலங்களைப் பயன்படுத்துகிறது.

மருத்துவ நோயறிதலை மாற்றியமைத்தது, மென்மையான திசுக்கள், மூளை மற்றும் உறுப்புகளின் ஆக்கிரமிப்பு இல்லாத படமெடுப்பை சாத்தியமாக்கியது

தீர்ப்பு: தவறு

இரண்டும் ஒரே விஷயத்தை (பி-புலம்/பாய்வு அடர்த்தி) அளவிடுகின்றன, ஆனால் வெவ்வேறு அலகு அமைப்புகளில். டெஸ்லா SI, காஸ் CGS. 1 T = சரியாக 10,000 G. அவை மீட்டர்கள் மற்றும் அடிகள் போல ஒன்றுக்கொன்று மாற்றக்கூடியவை.

தீர்ப்பு: நிபந்தனைக்குட்பட்டது

வெற்றிடம்/காற்றில் மட்டுமே உண்மை! காந்தப் பொருட்களில், மாற்றம் ஊடுருவல் μᵣ ஐப் பொறுத்தது. இரும்பில் (μᵣ~2000), 1000 A/m 2.5 T ஐ உருவாக்குகிறது, 0.00126 T அல்ல. B ↔ H ஐ மாற்றும்போது எப்போதும் உங்கள் அனுமானத்தைக் குறிப்பிடவும்.

தீர்ப்பு: பெரும்பாலும் தவறு

7 டெஸ்லா (எம்ஆர்ஐ இயந்திரங்கள்) வரையிலான நிலையான காந்தப்புலங்கள் பாதுகாப்பானதாகக் கருதப்படுகின்றன. உங்கள் உடல் நிலையான காந்தப்புலங்களுக்கு வெளிப்படையானது. மிக வேகமாக மாறும் புலங்கள் (தூண்டப்பட்ட மின்னோட்டங்கள்) அல்லது 10 T க்கு மேல் உள்ள புலங்கள் குறித்து கவலை உள்ளது. பூமியின் 50 µT புலம் முற்றிலும் பாதிப்பில்லாதது.

தீர்ப்பு: தெளிவற்றது

குழப்பமானது! இயற்பியலில், 'காந்தப்புல வலிமை' என்பது குறிப்பாக எச்-புலத்தை (A/m) குறிக்கிறது. ஆனால் பேச்சுவழக்கில், மக்கள் 'வலுவான காந்தப்புலம்' என்று கூறும்போது அதிக பி-புலத்தை (டெஸ்லா) குறிப்பிடுகிறார்கள். எப்போதும் தெளிவுபடுத்துங்கள்: பி-புலமா அல்லது எச்-புலமா?

தீர்ப்பு: தவறு (ஆனால் நெருக்கமானது)

வெற்றிடத்தில்: 1 Oe ≈ 1 G எண்ணளவில், ஆனால் அவை வெவ்வேறு அளவுகளை அளவிடுகின்றன! ஓர்ஸ்டெட் எச்-புலத்தை (காந்தமாக்கும் விசை) அளவிடுகிறது, காஸ் பி-புலத்தை (பாய்வு அடர்த்தி) அளவிடுகிறது. இது விசையை ஆற்றலுடன் குழப்புவது போன்றது - அவை காற்றில் ஒரே மாதிரியான எண்களைக் கொண்டிருக்கலாம், ஆனால் அவை உடல் ரீதியாக வேறுபட்டவை.

தீர்ப்பு: சார்ந்துள்ளது

வழக்கமான மின்காந்தங்கள்: 0.1-2 T. நியோடைமியம் காந்தங்கள்: 1-1.4 T மேற்பரப்பு புலம். ஆனால் மீக்கடத்தி மின்காந்தங்கள் 20+ டெஸ்லாவை அடையலாம், இது எந்த நிரந்தர காந்தத்தையும் விட மிக அதிகம். மின்காந்தங்கள் தீவிர புலங்களுக்கு வெற்றி பெறுகின்றன; நிரந்தர காந்தங்கள் கச்சிதமான தன்மை மற்றும் மின்சார நுகர்வு இல்லாததற்காக வெற்றி பெறுகின்றன.

தீர்ப்பு: தவறு

காந்தப்புலங்கள் பெரும்பாலான பொருட்கள் வழியாக எளிதில் ஊடுருவுகின்றன! மீக்கடத்திகள் மட்டுமே பி-புலங்களை முழுமையாக வெளியேற்றுகின்றன (மெய்ஸ்னர் விளைவு), மற்றும் அதிக ஊடுருவல் கொண்ட பொருட்கள் (மியூ-உலோகம்) புலக் கோடுகளைத் திசை திருப்பலாம். இதனால்தான் காந்தக் கவசம் கடினமானது - மின்சாரப் புலங்களைப் போல புலங்களை வெறுமனே 'தடுக்க' முடியாது.

வரம்பு: 1 µT முதல் 10 T வரை

துல்லியம்: ±1-5%

அளவிடுவது: பி-புலம் (டெஸ்லா/காஸ்)

மிகவும் பொதுவானது. பி-புலத்திற்கு விகிதாசாரமான மின்னழுத்தத்தை வெளியிடும் ஒரு குறைக்கடத்தி சிப். ஸ்மார்ட்போன்கள் (திசைகாட்டி), காஸ்மீட்டர்கள் மற்றும் நிலை சென்சார்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நன்மைகள்: மலிவானது, சிறியது, நிலையான புலங்களை அளவிடுகிறது

குறைபாடுகள்: வெப்பநிலைக்கு உணர்திறன், வரையறுக்கப்பட்ட துல்லியம்

வரம்பு: 0.1 nT முதல் 1 mT வரை

துல்லியம்: ±0.1 nT

அளவிடுவது: பி-புலம் (டெஸ்லா)

சிறிய புல மாற்றங்களைக் கண்டறிய ஒரு காந்த மையத்தின் செறிவூட்டலைப் பயன்படுத்துகிறது. புவி இயற்பியல், வழிசெலுத்தல் மற்றும் விண்வெளிப் பயணங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நன்மைகள்: மிகவும் உணர்திறன், பலவீனமான புலங்களுக்கு சிறந்தது

குறைபாடுகள்: உயர் புலங்களை அளவிட முடியாது, அதிக விலை

வரம்பு: 1 fT முதல் 1 mT வரை

துல்லியம்: ±0.001 nT

அளவிடுவது: பி-புலம் (டெஸ்லா)

மிகவும் உணர்திறன் கொண்ட காந்தமானி. திரவ ஹீலியம் குளிரூட்டல் தேவை. MEG மூளை ஸ்கேன்கள் மற்றும் அடிப்படை இயற்பியல் ஆராய்ச்சியில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

நன்மைகள்: ஒப்பற்ற உணர்திறன் (ஃபெம்டோடெஸ்லா!)

குறைபாடுகள்: குளிர்பதனக் குளிரூட்டல் தேவை, மிகவும் விலை உயர்ந்தது

வரம்பு: 10 µT முதல் 10 T வரை

துல்லியம்: ±2-10%

அளவிடுவது: பி-புலத்தில் மாற்றம் (dB/dt)

பாய்வு மாறும்போது மின்னழுத்தத்தை உருவாக்கும் ஒரு கம்பிச் சுருள். நிலையான புலங்களை அளவிட முடியாது - ஏசி அல்லது நகரும் புலங்கள் மட்டுமே.

நன்மைகள்: எளிமையானது, உறுதியானது, உயர் புலங்களுக்கு ஏற்றது

குறைபாடுகள்: மாறும் புலங்களை மட்டுமே அளவிடுகிறது, டிசி அல்ல

வரம்பு: 1 A முதல் 1 MA வரை

துல்லியம்: ±1%

அளவிடுவது: மின்னோட்டம் (எச்-புலத்துடன் தொடர்புடையது)

அது உருவாக்கும் காந்தப்புலத்தைக் கண்டறிவதன் மூலம் ஏசி மின்னோட்டத்தை அளவிடுகிறது. ஒரு கடத்தியைச் சுற்றி தொடர்பு இல்லாமல் சுற்றப்படுகிறது.

நன்மைகள்: ஆக்கிரமிப்பு இல்லாதது, பரந்த மாறும் வரம்பு

குறைபாடுகள்: ஏசி மட்டுமே, புலத்தை நேரடியாக அளவிடாது

டெஸ்லா (T) என்பது SI அலகு, காஸ் (G) என்பது CGS அலகு. 1 டெஸ்லா = சரியாக 10,000 காஸ். அறிவியல் மற்றும் மருத்துவப் பயன்பாடுகளுக்கு டெஸ்லா விரும்பப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் பழைய இலக்கியங்கள் மற்றும் சில தொழில்துறை சூழல்களில் காஸ் இன்னும் பொதுவானது.

வெற்றிடம்/காற்றில் மட்டுமே! வெற்றிடத்தில்: B (டெஸ்லா) = μ₀ × H (A/m), இங்கு μ₀ = 4π×10⁻⁷ ≈ 1.257×10⁻⁶ T·m/A. இரும்பு போன்ற காந்தப் பொருட்களில், உங்களுக்கு பொருளின் சார்பு ஊடுருவல் (μᵣ) தேவை, இது 1 முதல் 100,000+ வரை இருக்கலாம். எங்கள் மாற்றி வெற்றிடத்தை அனுமானிக்கிறது.

பி-புலம் (பாய்வு அடர்த்தி) பொருள் விளைவுகள் உட்பட, உணரப்படும் உண்மையான காந்த விசையை அளவிடுகிறது. எச்-புலம் (புல வலிமை) பொருளைப் பொருட்படுத்தாமல், புலத்தை உருவாக்கும் காந்தமாக்கும் விசையை அளவிடுகிறது. வெற்றிடத்தில் B = μ₀H, ஆனால் பொருட்களில் B = μ₀μᵣH, இங்கு μᵣ பெரிதும் மாறுபடும்.

பூமியின் புலம் மேற்பரப்பில் 25-65 மைக்ரோடெஸ்லா (0.25-0.65 காஸ்) வரை உள்ளது. இது பூமத்திய ரேகையில் பலவீனமாகவும் (~25 µT) காந்த துருவங்களில் வலுவாகவும் (~65 µT) உள்ளது. இது திசைகாட்டி ஊசிகளை திசைதிருப்ப போதுமான வலிமையானது, ஆனால் எம்ஆர்ஐ இயந்திரங்களை விட 20,000-280,000 மடங்கு பலவீனமானது.

ஆம்! 1 டெஸ்லா பூமியின் புலத்தை விட சுமார் 20,000 மடங்கு வலுவானது. குளிர்சாதனப் பெட்டி காந்தங்கள் ~0.001 T (10 G) ஆகும். எம்ஆர்ஐ இயந்திரங்கள் 1.5-7 T ஐப் பயன்படுத்துகின்றன. வலுவான ஆய்வக காந்தங்கள் ~45 T ஐ அடைகின்றன. நியூட்ரான் நட்சத்திரங்கள் மட்டுமே மில்லியன் கணக்கான டெஸ்லாவை மிஞ்சுகின்றன.

1 ஓர்ஸ்டெட் (Oe) = 1000/(4π) A/m ≈ 79.577 A/m. ஓர்ஸ்டெட் என்பது எச்-புலத்திற்கான CGS அலகு, அதே நேரத்தில் A/m என்பது SI அலகு. மாற்று காரணி ஆம்பியர் மற்றும் CGS மின்காந்த அலகுகளின் வரையறையிலிருந்து வருகிறது.

சர்வதேச தரநிலைகள் (IEC, FDA) மருத்துவப் படமெடுப்புக்கு டெஸ்லாவைப் பயன்படுத்த வேண்டும். இது குழப்பத்தைத் தவிர்க்கிறது (1.5 T எதிராக 15,000 G) மற்றும் SI அலகுகளுடன் ஒத்துப்போகிறது. எம்ஆர்ஐ பாதுகாப்பு மண்டலங்கள் டெஸ்லாவில் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன (0.5 mT, 3 mT வழிகாட்டுதல்கள்).

>1 T க்கும் அதிகமான நிலையான புலங்கள் இதயமுடுக்கிகளில் தலையிடலாம் மற்றும் ஃபெரோ காந்தப் பொருட்களை ஈர்க்கலாம் (எறிபொருள் ஆபத்து). காலப்போக்கில் மாறும் புலங்கள் மின்னோட்டங்களைத் தூண்டலாம் (நரம்புத் தூண்டுதல்). எம்ஆர்ஐ பாதுகாப்பு நெறிமுறைகள் வெளிப்பாட்டைக் கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. பூமியின் புலம் மற்றும் வழக்கமான காந்தங்கள் (<0.01 T) பாதுகாப்பானதாகக் கருதப்படுகின்றன.