Γιατί όταν θερμαίνουμε ένα μαγνήτη χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες;

Τα τελευταία άρθρα που έγραψα δεν αφορούσαν φαινόμενα που μπορούσαν να παρατηρηθούν εύκολα, για αυτό αποφάσισα να γράψω και για ένα πιο απλό φαινόμενο. Οι μαγνήτες χάνουν τις μαγνητικές τους ιδιότητες άν θερμανθούν, ας δούμε γιατί συμβαίνει αυτό.

Για να κατανοήσουμε το φαινόμενο πρέπει να δούμε πώς είναι η δομή ενός μαγνήτη. Σε κάθε μαγνήτη υπάρχουν μικρές περιοχές, μεγέθους 10^-3 με 10^-5 mm, που ονομάζονται περιοχές Weiss. Οι περιοχές Weiss μοιάζουν κάπως έτσι:

Κάθε μια από αυτές τις περιοχές έχει μια μαγνητική ροπή. Στους μαγνήτες όλες οι περιοχές είναι προσανατολισμένες προς μια κατεύθυνση (την ίδια που τελικά έχει ολόκληρος ο μαγνήτης και παρατηρούμε). Οπότε μοιάζει κάπως έτσι:

Όλα αυτά συμβαίνουν όσο αφήνουμε τον μαγνήτη μόνο του, ας δούμε όμως τι συμβαίνει όταν τον θερμάνουμε. Με την αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνεται η εντροπία του μαγνήτη. Η εντροπία εκφράζει το μέτρο της αταξίας σε ένα σύστημα. Δηλαδή όσο πιο μεγάλη εντροπία έχει ένα σύστημα τόσο πιο χαοτικό είναι. Αυτό σημαίνει ότι οι  μαγνητικές ροπές των περιοχών Weiss θα αρχίσουν να έχουν τυχαίο προσανατολισμό. Όσο πιο μεγάλη οι θερμοκρασία τόσο πιο “τυχαία” θα είναι τα αποτελέσματα. Οι περιοχές Weiss τώρα θα μοιάζουν κάπως έτσι:

Όταν πια η εντροπία είναι αρκετά μεγάλη (μεγάλη “τυχαιότητα”) τότε η επιρροή της κάθε περιοχής στην άλλη θα έχει αμελητέα αποτελέσματα. Όταν επέλθει αυτό το σημείο τότε τα αποτελέσματα θα είναι τελείως τυχαία και στατιστικά  οι μαγνητικές ροπές τους θα αλληλοαναιρούνται. Έτσι ο μαγνήτης θα χάσει τις μαγνητικές του ικανότητες.

Μέχρι η θερμοκρασία να φτάσει σε αυτό το επίπεδο ο μαγνήτης θα εξασθενεί σιγά-σιγά καθώς η αλληλεπίδραση μεταξύ των περιοχών θα έχει ακόμα κάποια αποτελέσματα, τα οποία σιγά-σιγά εξασθενούν.