મૅગ્નેટૉમિટર

મૅગ્નેટૉમિટર : ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા માપવા માટેનું ઉપકરણ. પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રને લાગેવળગે છે ત્યાં સુધી મૅગ્નેટૉમિટરના પ્રકારોને બે વર્ગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે :

1. નિરપેક્ષ મૅગ્નેટૉમિટર : નિરપેક્ષ મૅગ્નેટૉમિટરનો બીજા ચુંબકીય ઉપકરણોના સંદર્ભ લીધા સિવાય ઉપયોગ કરી શકાય છે. નિરપેક્ષ પ્રકારના મૅગ્નેટૉમિટરમાં પ્રશિષ્ટ મૅગ્નેટૉમિટર, જ્યા (sine) મૅગ્નેટૉમિટર અને ન્યૂક્લિયર મૅગ્નેટૉમિટર મુખ્ય છે.

પ્રશિષ્ટ મૅગ્નેટૉમિટર કે. એફ. ગૉસે, 1832માં તૈયાર કર્યું હતું. નિરપેક્ષ મૅગ્નેટૉમિટરમાં વેધશાળા પ્રકારનું મૅગ્નેટૉમિટર 34 નેનોટેસ્લા (nT) સુધીનું, જ્યા ગેલ્વેનોમિટર આશરે O–5 nT સુધીનું અને ન્યૂક્લિયર મૅગ્નેટૉમિટર આશરે 0.01 સુધીના ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ચોક્કસ રીતે માપન કરે છે.

2. સાપેક્ષ મૅગ્નેટૉમિટર : તેમાં (1) ભૂ-ભૌતિકીય સંશોધન માટે શ્મિટ (schmidt) ઊર્ધ્વ ક્ષેત્ર તુલા, (2) ક્વાર્ટઝ સમક્ષિતિજ મૅગ્નટોમિટર અને મૅગ્નટોમેટ્રિક શૂન્ય તુલાનો સમાવેશ થાય છે.

મૅગ્નેટૉમિટર વડે જુદાં જુદાં સ્થળોના ચુંબકીય ક્ષેત્રની તીવ્રતા (H) અને જુદાં જુદાં ચુંબકોની ચુંબકીય ચાકમાત્રા(magnetic moment)ની સરખામણી કરી શકાય છે.

હોકાયંત્રમાં હોય છે તેમ, મૅગ્નેટૉમિટરમાં એક નાના ચુંબકને કીલક (pivot) ઉપર મુક્ત રીતે નિલંબિત કરેલો હોય છે. તેના ઉપર વર્તુળાકાર સ્કેલ (માપક્રમ) હોય છે. વર્તુળાકાર માપક્રમના કેન્દ્ર ઉપર કીલકિત ચુંબકનું મધ્યબિંદુ રહે તેમ ગોઠવણી કરવામાં આવે છે. આ વર્તુળાકાર માપક્રમ ઉપર મુક્ત રીતે ફરી શકે તેવું થોડુંક લાંબું અને હલકું દર્શક (pointer) હોય છે. વર્તુળાકાર માપક્રમની બરાબર બંને બાજુએ રેખીય માપક્રમ (સેમી.માં) નિશ્ચિત કરેલો હોય છે.

આવા મૅગ્નેટૉમિટરની ભુજા ઉપર ચુંબક મૂકવાથી કીલકિત ચુંબક ઉત્તર-દક્ષિણ (NS) દિશામાંથી આવર્તન પામે છે. નિરક્ષીય (broad side) સ્થિતિ(ચુંબકીય પૂર્વ-પશ્ચિમ દિશા)માં ચુંબકની ચાકમાત્રા (M) અને તે સ્થળે પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્ર(H)ની તીવ્રતાનો ગુણોત્તર નીચે પ્રમાણે મળે છે :

…………………………………………………………………………………………………(1)

જ્યાં d, ચુંબકના મધ્યથી સોય સુધીનું અંતર છે. 2 ચુંબકના બે ધ્રુવો વચ્ચેનું અંતર છે અને θ, સોયનું સરેરાશ આવર્તન છે.

જો અંતર dની સાપેક્ષ ચુંબકીય લંબાઈ નું મૂલ્ય ઘણું નાનું હોય તો, એટલે કે  લઈ શકાય. આથી સમીકરણ (1) નીચે પ્રમાણે મળે છે :

……………………………………………………………………………………………………………(2)

 -માં અક્ષીય સ્થિતિ (end–on)માં   નીચે પ્રમાણે મળે છે :

……………………………………………………………………………………………..(3)

હોય તો સમીકરણ (2) નીચે પ્રમાણે મળે છે :

……………………………………………………………………………………………………….(4)

મૅગ્નેટૉમિટરને જુદી જુદી સ્થિતિમાં રાખી એક જ ચુંબક લઈને θનું માપન કરવામાં આવે છે અથવા મૅગ્નેટૉમિટરને એક જ સ્થિતિમાં રાખી જુદાં જુદાં ચુંબક લઈને પણ θનું માપન કરવામાં આવે છે. ઉપરનાં સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીને ચુંબકની ચાકમાત્રા (M) અને તે સ્થળે ચુંબકીય ક્ષેત્રની  તીવ્રતા(H)ની સરખામણી કરી શકાય છે.

પૃથ્વીના ચુંબકીય ક્ષેત્રના સમક્ષિતિજ ઘટક (H) માપવા માટે કાયમી લોહચુંબકને સમક્ષિતિજ દિશામાં રહે તે રીતે નિલંબિત કરેલું હોય છે. સમક્ષિતિજ સમતલમાં આ ચુંબકનો આવર્તકાળ નક્કી કરવામાં આવે છે.

આવર્તકાળ (T) (MH)ના સમપ્રમાણમાં મળે છે.

આવર્તકાળ   ………………………………………………………………………………………..(5)

મળે છે. જ્યો I ચુંબકની જડત્વીય ચાકમાત્રા છે.

……………………………………………………………………………………………………..(6)

 અને MHને ગુણતાં Mનું મૂલ્ય મળે છે અને MH તથા  ને ભાગતાં Hનું મૂલ્ય મળે છે.

આશા પ્ર. પટેલ