15

🌀 مقناطیس, لوہا اور مقناطیسیت

🌀 مقناطیس, لوہا اور مقناطیسیت
تحریر سلمان رضا اصغر

ایک مقناطیس کے دو قطب poles یعنی نارتھ اور ساؤتھ پولز ہوتے ہیں .اگر آپ ایک bar magnet کو درمیان سے دو حصوں میں توڑدیں تو بھی دو ٹکڑے میں تقسیم ہونے والے مقناطیس کا ہر حصہ اپنا علیحدہ دو قطب بنا لیگا آپ توڑتے جائیں اور ہر بار نئے بننے والے ٹکڑے بالکل دوسروں جیسے دو ہی قطب ساؤتھ اور نارتھ پر مشتمل ہوگا.
یہ قطب poles وہ جگہیں ہیں جہاں سے میگنیٹک فلکس flux نکل کر ایک دوسرے سے منسلک ہوتا ہےاور یہی قطب اپنےسے مختلف قطب کو کھینچنے اور اپنے جیسے قطب کو دور دھکیلنے کی خصوصیت کو مقناطیس میں برقرار رکھتے ہیں. یعنی ایک مقناطیس کا نارتھ پول دوسرے مقناطیس کے نارتھ پول کو دھکیلتا اور ساؤتھ پول کو کھینچتا ہے.

وہ تمام عناصر یا ایلیمنٹ جن کے ایٹمز کے الیکٹران سب سے باہر والے مدار یا شیل مکمل یا مکمل ہونے کے قریب ہیں. یعنی ان شیل یا مدار میں الیکٹران کی تعداد پوری ہے یا پوری ہونے کے قریب ہو اس شیل یا مدار کی مقررہ تعداد کی حد کے مطابق سے. وہ میگنٹک فیلڈ یا مقنا طیست نہیں رکھتے اور جن ایٹمز کے سب سے باہر والے مدار یا شیل اس شیل کی مقررہ تعداد کی حد یا کیپا سٹی کے حساب سے آدھے الیکٹرونز رکھتے ہیں ان میں مقنا طیست ہوتی ہے یا وہ مقناطیس یا میگنٹ ہیں. نکل، کوبالٹ، آئرن، کرومیم ان تمام دھاتوں ایٹمزکے سب سے باہر والے مدار یا شیل میں الیکٹران کی تعداد اس شیل کی کیپاسٹی کے حساب سے ہونی چاہیئےاس سے آدھی ہے جو انہیں میگنیٹک پراپرٹی فراہم کر رہا ہے.

ایک مقناطیس میں جو اہم چیز مقناطیسیت پیدا کرتی ہے وہ مقناطیس کے ایٹمز میں الیکٹرانز کے اسپنspin ہے جسکی وجہ سے آربٹل میگنیٹک فیلڈ پیدا ہوتی ہے اور ہر الیکٹران کا نیوکلئیس کے گرد اپنا اپنا آربٹ ہوتا ہے اور ایک مکمل شیل جس میں ایٹمز کی تعداد مکمل ہوتی ہے. الیکٹران جوڑوں کی شکل میں ہوتے ہیں اور وہ ایک دوسرے کی میگنیٹک فیلڈ کو کینسل کر دیتے ہیں مگر ایک آدھے شیل میں الیکٹرانز جوڑوں کی شکل میں نہیں ہوتے جس وجہ سے وہ ایک دوسرے میگنیٹک فیلیڈ کینسل نہیں کر پاتے اور اسطرح ایک ایٹم میگنیٹ کی طرح Behave کرتا ہے.

لوہے میں اس کے ایٹمز کے الیکٹرونز کوئی ترتیب نہیں رکھتے اس وجہ سے لوہے میں قطبیت یا پولرائزئشن نہیں پائی جاتی مگر جیسے ہی لوہا مقناطیسی میدان میں آتا ہے اس کے ایٹمز کے الیکٹرونز مقناطیسی میدان کے بہاؤ کے ساتھ ہم آہنگ ہو کے ایک ترتیب اختیار کر لیتے ہیں جس وجہ سے لوہے میں بھی مقناطیسیت پیدا ہوجاتی ہے اور یوں مقناطیس اور لوہے دونوں کے درمیان کشش ظاہر ہوتی ہے. مقناطیسیت کو سمجھنے کے لئے ایٹم کے منفی چارج رکھنے والے ذرات الیکٹرونز کی الیکٹریکل اور مقناطیسیت کا جائزہ لینا ضروری ہے کیونکہ نیوکلیس کے گرد اسپن کرتے الیکٹرونز مقناطیسی اور الیکٹریکل خصوصیات کے حامل ہوتے ہیں. جب ایک الیکٹرون مقناطیست ظاہر کرتا ہے اور جس کے نتیجے میں وہ بیرونی مقناطیسی میدان سے ملتا ہے تو اسے مقناطیسی مومنٹ magnetic moment کہا جاتا ہے. الیکٹرون کا مقناطیسی مومنٹ magnetic moment اس کے آربٹل اور اسپن پر منحصر ہوتا ہے یہ آربٹ اور اسپن کو سمجھنے کے لئے کوانٹم میکینکس کی تفصیل میں جانا ضروری ہے, کوانٹم ایکوایشن کی تفصیل میں جائے بغیر یہی کہنا کافی ہوگا کہ الیکٹرون کا حرکت کرنا ہی اس کے کا میگنیٹک مومنٹ magnetic moment کا سبب بنتی ہے.

دنیا میں زیادہ تر پائی جانی والی اشیا کے ایٹمز میں الیکٹرونز جوڑے pairs کی صورت میں ہوتے ہیں اور ایک دوسرے کے مخالف اسپن کرتے ہوئے اپنے اسپن سے پیدا ہونے والی الیکٹرومیگنٹک فیلڈز سے ایک دوسرے کی الیکٹرومیگنٹک فیلڈ کو زائل یا کینسل کر دیتے ہیں یوں ان اشیا میں مقناطیسیت پیدا نہیں ہو پاتی. سادہ طور فرض کریں ایک شے میں دو ہزار الیکٹرونز موجود ہیں, ان میں سے ہزار الیکٹرونز دائیں جانب زور لگاتے ہیں اور باقی ہزار اس کی مخالف سمت میں اس طرح ان کی قوتوں میں توازن پیدا ہو جاتا ہے اور نتیجتاً کوئی حرکت پیدا نہیں ہو پاتی, جبکہ کسی شے کے مقناطیسیت ظاہر کرنے کے لئے ضروری ہے کہ اسایٹمز میں الیکٹرونز جوڑوں کی صورت نا ہوں.

دوسری چیز جو کسی شے میں مقناطیسی میدان میں آکر ردعمل ظاہر کرنے میں اہم ہے وہ اس شے کے ایٹمز میں موجود الیکٹرونز کا مناسب تعداد میں اپنے آپ کو ایک دوسرے کے parallel کر کے ایک خاص ترتیب حاصل کرلینا ہے , یعنی مقناطیسی میدان کی موجودگی پر اس شے کے الیکٹرونز مناسب تعداد میں ایک ہی سمت میں حرکت کرنے لگنا اس طریقے میں وہ شے بیرونی مقناطیسی میدان کی موجودگی پر ردعمل کرتی ہے اس طرح مقناطیسی قوت اس شے کو حرکت دینے کے لئے کافی ہوتی ہے. کوئی بھی چیز جو یہ دو خصوصیت رکھتی ہے وہ فیرومیگنیٹک کہی جاتی ہے جیسے کہ لوہا. لوہے یا آئرن میں اس کے ایٹمز بغیر ترتیب کے پولرائز polarize ہوتے ہیں مگر مقناطیسی میدان میں آئرن کے ایٹمز اپنے الیکٹرونز کو ایک ترتیب میں ایک سمت کر لیتے ہیں جس سے ان میں بھی مقناطیسیت پیدا ہوتی ہے اور یہ مقناطیس سے چپک جاتے ہیں.لوہا سب سے عام فیرومیگنیٹک عنصر ہے باقی دو نِکل اور کوبالٹ ہیں لیکن حرارت دینے یا دوسرے میٹریل سے ملانے سے بھی دوسری چیزیں فیرومیگنیٹک بنائے جاسکتے ہیں.

👣 سلمان رضا

اس مضمون پر اپنی رائے کا اظہار کریں

اپنا تبصرہ بھیجیں