Question

താഴെ പറയുന്നവയിൽ ഏത് പ്രതിഭാസമാണ് പദാർത്ഥങ്ങളിൽ കാന്തികതയുടെ പ്രധാന കാരണം?

• A. പ്രോട്ടോണുകളുടെ ചലനം
• B. ന്യൂട്രോണുകളുടെ സ്പിൻ
• C. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്പിന്നും ഓർബിറ്റൽ ചലനവും
• D. ആറ്റോമിക ന്യൂക്ലിയസ്സുകളുടെ വൈബ്രേഷൻ

Answer 1

Answer:

C. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്പിന്നും ഓർബിറ്റൽ ചലനവും

• പദാർത്ഥങ്ങളിൽ കാന്തികതയുടെ പ്രധാന കാരണം ആറ്റങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ചലനമാണ്. ഈ ചലനം രണ്ട് തരത്തിലാണ് പ്രധാനമായും കാന്തികതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നത്:

  • ഇലക്ട്രോൺ സ്പിൻ (Electron Spin): ഓരോ ഇലക്ട്രോണും അതിൻ്റെ അച്ചുതണ്ടിൽ സ്വയം കറങ്ങുന്നു. ഈ കറക്കം ഒരു ചെറിയ കാന്തിക ദ്വിധ്രുവം (Magnetic Dipole) സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇതിനെ സ്പിൻ മാഗ്നെറ്റിക് മൊമന്റ് (Spin Magnetic Moment) എന്ന് പറയുന്നു. ഇലക്ട്രോണിന് ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്സ് അനുസരിച്ച് +1/2 അല്ലെങ്കിൽ -1/2 എന്നിങ്ങനെ രണ്ട് സ്പിൻ അവസ്ഥകളുണ്ട്.

  • ഇലക്ട്രോൺ ഓർബിറ്റൽ ചലനം (Electron Orbital Motion): ഇലക്ട്രോണുകൾ ന്യൂക്ലിയസ്സിനു ചുറ്റും ഓർബിറ്റലുകളിൽ കറങ്ങുന്നു. ഈ ചലനം ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന് തുല്യമാണ്, ഇത് ഒരു കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഇതിനെ ഓർബിറ്റൽ മാഗ്നെറ്റിക് മൊമന്റ് (Orbital Magnetic Moment) എന്ന് പറയുന്നു.

• പ്രോട്ടോണുകളുടെ ചലനവും ന്യൂക്ലിയസ്സുകളുടെ സ്പിന്നും കാന്തികതയ്ക്ക് കാരണമാകുമെങ്കിലും, ഇലക്ട്രോണുകളുടേതിനെ അപേക്ഷിച്ച് അവയുടെ സംഭാവന വളരെ കുറവാണ്. ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് ചാർജ് ഇല്ലാത്തതിനാൽ അവയുടെ ചലനം നേരിട്ട് കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നില്ല. ആറ്റോമിക ന്യൂക്ലിയസ്സുകളുടെ വൈബ്രേഷൻ കാന്തികതയ്ക്ക് കാര്യമായ കാരണമാകുന്നില്ല.

• പദാർത്ഥങ്ങളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള കാന്തിക സ്വഭാവം ഈ ആറ്റോമിക കാന്തിക ദ്വിധ്രുവങ്ങളുടെ പരസ്പര പ്രവർത്തനത്തെയും വിന്യാസത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇതാണ് ഡയാമാഗ്നെറ്റിസം, പാരാമാഗ്നെറ്റിസം, ഫെറോമാഗ്നെറ്റിസം തുടങ്ങിയ വിവിധ കാന്തിക പ്രതിഭാസങ്ങൾക്ക് അടിസ്ഥാനം.