جذور المغناطيسية وتطبيقات المواد المغناطيسية

لطالما سحرت المغناطيسية الناس منذ فترة طويلة.

منذ أكثر من 3,000 عام، اكتشف الصينيون مغناطيسات طبيعية في الطبيعة يمكنها جذب بعضها البعض أو قطع الحديد. وقد استخدم الناس خيالهم الثري لمقارنة هذه الظاهرة بعناية الأم بطفلها.

تم تسجيل ذلك في "لوشي تشونكيو - جيكيوجي": "إن الحجارة الطيبة تدعو إلى الحديد فتنجذب".

تُعد البوصلة، وهي أحد الاختراعات الصينية القديمة الأربعة العظيمة، مثالاً على كيفية استخدام الصينيين القدماء للمغناطيسية.

كما نعلم أن الحجر المغناطيسي هو في الواقع حجر مغناطيسي (عادةً ما يكون الحديد الخام (عادةً ما يكون المغنتيت Fe3O4). ونعلم أيضًا أن الحديد يمكن أن ينجذب ويمغنط بواسطة المغناطيس.

ولكن لماذا لديهم مغناطيسية أو يصبحون ممغنطين؟

كيف تنتج المغناطيسية؟

لتفسير الخصائص العيانية للمغناطيسية في المواد، علينا أن نبدأ بالذرات ونبحث في أصل المغناطيسية.

1. أصل المغناطيسية

"البنية تحدد الخصائص". وبالطبع، تتحدد المغناطيسية أيضًا من خلال البنية الداخلية لذرات المادة.

يمكن تلخيص العلاقة بين التركيب الذري والمغناطيسية على النحو التالي:

(1) تأتي الخاصية المغناطيسية للذرة من حركة الإلكترونات المغناطيسية في الدوران والمدار.

(2) يعد وجود إلكترونات غير مملوءة داخل الذرة شرطًا ضروريًا لكي تكون للمادة مغناطيسية.

(3) إن "التفاعل التبادلي" بين الإلكترونات هو السبب الأساسي وراء امتلاك الذرات للمغناطيسية.

1. توليد العزم المغناطيسي للإلكترون

المغناطيسية الذرية هي أساس المواد المغناطيسية، وتأتي المغناطيسية الذرية من العزم المغناطيسي للإلكترون.

حركة الإلكترونات هي مصدر العزم المغناطيسي للإلكترونات. وللإلكترونات حركة دورانية حول النواة الذرية وحركة دوران داخلية.

ومن ثَمَّ، يتكون العزم المغناطيسي للإلكترون من جزأين: العزم المغناطيسي المداري والعزم المغناطيسي المغزلي المغزلي.

وفقًا لنظرية المدار الذري لبور، تتحرك الإلكترونات داخل الذرات حول نواة الذرة في مدار معين.

تتوافق حركة الإلكترونات على طول المدار مع تيار دائري، وهو ما ينتج عنه عزم مغناطيسي مداري وفقًا لذلك.

يمكن أن يأخذ مستوى العزم المغناطيسي لمدار الإلكترون في الذرة اتجاهات مختلفة، ولكن في المجال المغناطيسي الاتجاهي لا يمكن أن يكون اتجاه مدار الإلكترون إلا في عدة اتجاهات ثابتة، أي أن اتجاه المدار يكون كمياً.

ينبع أصل المغناطيسية من دوران شحنة الإلكترون، وهو ما يُعرف بالعزم المغناطيسي للدوران الإلكتروني.

وتحت تأثير المجال المغناطيسي الخارجي، لا يمكن أن يكون العزم المغناطيسي المغزلي موازيًا أو مضادًا للعزم المغناطيسي المداري.

في العديد من المواد المغناطيسية، يكون العزم المغناطيسي للدوران الإلكتروني أكبر من العزم المغناطيسي للمدار الإلكتروني.

ويرجع ذلك إلى أنه في البلورة، يتم تعديل اتجاه العزم المغناطيسي المداري للإلكترون بواسطة المجال الشبكي البلوري، وبالتالي لا يمكن أن يشكل عزمًا مغناطيسيًا مركبًا يبرز خارج المادة، مما يؤدي إلى ما يشار إليه عادة باسم "إخماد" أو "تجميد" كمية الحركة الزاوية المدارية والعزم المغناطيسي المداري.

ولذلك، فإن مغناطيسية العديد من مواد الحالة الصلبة لا تنشأ في المقام الأول من العزم المغناطيسي المداري للإلكترون بل من العزم المغناطيسي للدوران الإلكتروني.

وبالطبع، يوجد أيضًا عزم مغناطيسي مغناطيسي للدوران النووي، لكنه أصغر بكثير من العزم المغناطيسي للدوران الإلكتروني (بثلاث مراتب من حيث الحجم)، لذا يمكن تجاهله.

2. العزم المغناطيسي الذري

في الذرة، وبسبب مبدأ استبعاد باولي، لا يمكن أن يكون إلكترونان في الحالة نفسها.

لا يمكن استيعاب سوى إلكترونين فقط على الأكثر في المدار، لذلك عندما يمتلئ المدار بالإلكترونات، فإن العزوم المغناطيسية المغناطيسية المغزلية الخاصة بها ستُلغى لأن العزم المغناطيسي يجب أن يكون لها دوران متعاكس.

لجعل الذرة تُكوِّن عزمًا مغناطيسيًّا خارجيًّا، يجب أن يكون هناك مدار إلكتروني غير ممتلئ.

بالطبع، كما نرى من الأمثلة، هذا شرط ضروري فقط. فالفلزات مثل النحاس والكروم والخامس والعديد من اللانثانيدات لها مدارات إلكترونية غير مملوءة، لكنها لا تُظهر مغناطيسية (وتحديدًا المغناطيسية الحديدية).

3. تصنيف المغناطيسية

قبل مناقشة التفاعل التبادلي للإلكترونات، دعونا نلقي نظرة أولاً على المظهر العياني للمغناطيسية المادية.

ووفقًا للخصائص المغناطيسية المختلفة التي تظهر على المستوى العياني من خلال تراكب عمل العزوم المغناطيسية الذرية، يمكن تصنيف المواد المغناطيسية إلى مغناطيسية ثنائية المغناطيسية ومغناطيسية بارامغناطيسية ومغناطيسية حديدية ومضادة للمغناطيسية ومغناطيسية حديدية.

(1) المغناطيسية الماسية

تشير المغناطيسية القطرية إلى حقيقة أنه في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي، فإن العزم المغناطيسي للذرات ذات الأغلفة الإلكترونية الممتلئة بالكامل يساوي صفرًا، أو أن العزم المغناطيسي الكلي لبعض الجزيئات يساوي صفرًا، ولا تظهر مغناطيسية عيانية.

ولكن تحت تأثير المجال المغناطيسي، فإن الحركة المدارية للإلكترونات ستنتج حركة إضافية تحت تأثير المجال المغناطيسي، مما ينتج عنه عزم مغناطيسي مستحث معاكس لاتجاه المجال المغناطيسي الخارجي ولكن بقيمة صغيرة جدًا.

وتسمى هذه الظاهرة بالديامغناطيسية.

تشمل المواد المغناطيسية الثنائية الشائعة Na+، K+، Ca2+، F- وCl، إلخ.

(2) البارامغناطيسية

تشير البارامغناطيسية البارامغناطيسية إلى حقيقة أن الذرات لها عزوم مغناطيسية لا تُلغى تمامًا، ومن ثم يكون لها عزم مغناطيسي كلي.

ومع ذلك، نظرًا لأن اتجاه العزوم المغناطيسية الذرية فوضوي، فإن التأثيرات الخارجية يلغي بعضها بعضًا، ولا تُظهر مغناطيسية عيانية.

ولكن تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي، فإن كل عزم مغناطيسي ذري يكون في كثير من الأحيان محاذيًا لاتجاه المجال المغناطيسي، وفي كثير من الأحيان عكس اتجاهه، وهو ما يمكن أن يظهر على شكل مغناطيسية ضعيفة على المستوى العياني. في الواقع، تكون المادة ممغنطة بهذه الطريقة.

تُظهر التجارب أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة، انخفضت مغنطة المواد البارامغناطيسية. وذلك لأن الحركة الحرارية تدمر الاتجاه المنتظم للعزوم المغناطيسية الذرية.

وكلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت الطاقة الحرارية للذرات، مما يجعل من الصعب على العزوم المغناطيسية الذرية أن تتماشى مع المجال المغناطيسي الخارجي، وبالتالي تكون المغنطة أقل.

(3) المغناطيسية الحديدية

تشير المغناطيسية الحديدية إلى الظاهرة التي يمكن فيها محاذاة الذرات المتجاورة بشكل منظم نحو اتجاه مجال مغناطيسي خارجي بسبب التفاعلات المتبادلة.

وعمومًا، يمكن للمواد المغناطيسية الحديدية أن تحقق مغنطة عالية حتى في المجالات المغناطيسية الضعيفة؛ وبعد إزالة المجال المغناطيسي الخارجي، يمكنها الاحتفاظ بمغناطيسية قوية.

لماذا يمكن أن تكون المواد المغناطيسية الحديدية ممغنطة حتى التشبع حتى في المجالات المغناطيسية الضعيفة؟

ويرجع السبب في ذلك إلى أن العزوم المغناطيسية الذرية الداخلية لهذه المواد قد تم اصطفافها بالفعل في اتجاه معين إلى حد ما، دون تأثير مجال مغناطيسي خارجي، وهو ما يشار إليه عادةً بالمغنطة التلقائية.

تنقسم هذه المغنطة التلقائية إلى مناطق صغيرة، وداخل كل منطقة تكون العزوم المغناطيسية الذرية موازية لبعضها البعض. وتسمى هذه المناطق الصغيرة بالمجالات المغناطيسية.

وتختلف اتجاهات المغنطة التلقائية للمجالات المغناطيسية المختلفة داخل المادة عن بعضها البعض، وتلغي تأثيرات بعضها البعض خارجيًا، وبالتالي فإن المادة بأكملها لا تُظهر مغناطيسية كلية.

وبعبارة أخرى، تتكون المواد المغناطيسية الحديدية من "مغناطيسات" صغيرة غير مرتبة بشكل غير منتظم ولا تظهر مغناطيسية خارجية في ظل انتظامات إحصائية.

ومع ذلك، عندما تقوم قوة خارجية (مجال مغناطيسي خارجي) بترتيب قطبية كل "مغناطيس صغير" في نفس الاتجاه، فإنه يُظهر مغناطيسية قوية خارجيًا.

تُعد المغنطة التلقائية للمجالات المغناطيسية داخل المواد المغناطيسية الحديدية سببًا مهمًا لمغناطيسيتها الحديدية.

وهذا يفسر سبب كون "الذرات ذات الأغلفة الإلكترونية غير المملوءة" شرطًا ضروريًا فقط للمغناطيسية المادية.

بالمعنى الدقيق للكلمة، ما نسميه عادة بالمغناطيسية يجب أن يكون في الواقع مغناطيسية حديدية.

ولذلك، فإن عناصر مثل Mn و Cr، على الرغم من أن لها أيضًا عزومًا مغناطيسية ذرية إلا أنها لا تتمتع بالمغناطيسية (المغناطيسية الحديدية) داخليًا.

(4) مضاد المغناطيسية

تشير المغناطيسية المضادة إلى الظاهرة التي تقوم فيها الذرات أو الأيونات المتجاورة التي لها نفس الدوران بترتيب نفسها في اتجاهات متعاكسة تحت تأثير مجال مغناطيسي، مما يؤدي إلى إلغاء عزومها المغناطيسية بعضها البعض، مما يجعلها تشبه المواد البارامغناطيسية ولا تُظهر مغناطيسية.

(5) المغناطيسية الحلقية

إن المغناطيسية الحديدية هي في الأساس مغناطيسية مضادة للمغناطيسية حيث لا تُلغى العزمان المغناطيسيان العكسيان على شبيكتين فرعيتين تمامًا.

وهي تشبه المغناطيسية الحديدية في أنها تُظهِر مغناطيسية قوية، ولكنها تختلف عن المغناطيسية الحديدية في أن مغناطيسيته تأتي من الفرق بين عززين مغناطيسيين متعاكسين وغير متساويين.

في الوقت الحالي، تنتمي العديد من الفريتات (أكاسيد مركبة مكونة من الحديد وفلز واحد أو أكثر) التي تمت دراستها إلى المواد المغناطيسية الحديدية.

ترتبط المغناطيسية الحديدية والمغناطيسية المضادة ارتباطًا وثيقًا. فبدءًا من البنية المضادة للمغناطيسية المعروفة، يمكن إعادة تشكيلها من خلال تبديلات العناصر إلى مادة مغناطيسية حديدية تحافظ على البنية المغناطيسية الأصلية ولكن لها شبيكتان فرعيتان بعزوم مغناطيسية غير متساوية.

يُشار إلى المواد المغناطيسية الحديدية والمغناطيسية الحديدية مجتمعة باسم المواد المغناطيسية القوية، وتمثل الاتجاه الرئيسي لتطور المواد المغناطيسية.

4. المبادلات

التفاعل بعد ذلك، دعونا نلقي نظرة على كيفية تأثير التفاعل التبادلي للإلكترونات على العزم المغناطيسي المغزلي للإلكترونات وبالتالي يؤثر على المغناطيسية العيانية للمواد.

يشير التفاعل التبادلي بين الذرات بشكل عام إلى التفاعل الكهروستاتيكي الناجم عن التبادل المتبادل لمواضع الإلكترونات في الذرات المتجاورة.

على وجه التحديد، عندما تكون الذرتان متقاربتين، بالإضافة إلى اعتبار أن الإلكترون 1 يتحرك حول النواة 1 والإلكترون 2 يتحرك حول النواة 2، بما أن الإلكترونات لا يمكن تمييزها، يجب أن نأخذ في الاعتبار أيضًا إمكانية تبادل مواضع الإلكترونين، بحيث يبدو الإلكترون 1 وكأنه يتحرك حول النواة 2، ويبدو الإلكترون 2 وكأنه يتحرك حول النواة 1.

على سبيل المثال، في ذرة الهيدروجين، يحدث هذا النوع من التبادل الإلكتروني في ذرة الهيدروجين بتردد حوالي 1018 مرة في الثانية. ويسمى التغير في الطاقة الناتج عن هذا التفاعل التبادلي طاقة التبادل، ويُشار إليها بالرمز Eex.

بوجه عام، يمكن التعبير عن طاقة الارتباط الذري على الصورة

هـ=ه0+هـ=هـ =هـ₀+(ج+أ)

حيث E₀ هي الطاقة الكلية لكل ذرة في حالتها الأرضية;

C هي زيادة الطاقة الناتجة عن تفاعل كولوم الكهربي الساكن بين النوى والإلكترونات;

A هي زيادة الطاقة الناتجة عن تبادل الإلكترونات، ويُشار إليها عمومًا بثابت الطاقة التبادلية.

A تعتمد على درجة تقارب الأغلفة الإلكترونية المملوءة جزئيًّا للذرات المتجاورة، وهي طاقة تقيس حجم التفاعل التبادلي.

تُظهر الأدلة التجريبية أن تغيُّر الطاقة (أي الطاقة التبادلية Eex) الناجم عن التفاعل التبادلي لإلكترونين في جزيء الهيدروجين يمكن التعبير عنه تقريبًا على النحو التالي

E_السابق =ΔE=-2AS_aS_bجتاφ

حيث S_a و S_b φ هي الزاوية بين اتجاهي العزمين المغناطيسيين المغناطيسيين للإلكترونين، ويمثلان أعداد الكم المغزلي للإلكترونين.

على الرغم من أن المعادلة المذكورة أعلاه تم الحصول عليها من التفاعل التبادلي بين ذرات الهيدروجين ذات الإلكترون الواحد فقط، إلا أن لها أهمية عامة للتحليل النوعي للتفاعل التبادلي للذرات متعددة الإلكترونات. يكشف التحليل الإضافي أن

(1) عندما يكون A> 0، إذا كان φ=180 درجة، فإن cosφ=1، مما يشير إلى أن اتجاهات العزوم المغناطيسية المغناطيسية المغزلية للإلكترونين متعاكسة، أي أن العزوم المغزلية للإلكترونات مرتبة بشكل متعاكس، و E_السابق(180)=+2س_aS_b؛ إذا كان φ=0°، مما يشير إلى أن اتجاهات العزوم المغناطيسية المغناطيسية للإلكترونين متماثلة، والعزوم المغناطيسية المغناطيسية للإلكترونات مرتبة بشكل متوازي، E_السابق(0)= -2س_aS_b.

علاوة على ذلك، إذا كان 0° <φ <180°، فإن اتجاهي دوران الإلكترونين ليسا متماثلين ولا متعاكسين بل تفصل بينهما زاوية φ، وطاقتهما التبادلية E_السابق يقع بين الاثنين، أي أن E_السابق(0°)<E_السابق<E_السابق(180°). ووفقًا للقانون الأساسي لتقليل الطاقة إلى الحد الأدنى، يمكن ملاحظة أن طاقة النظام تكون في الحد الأدنى فقط عندما يكون φ = 0°، وعندها يكون النظام في الحالة الأكثر استقرارًا.

عندما تكون اتجاهات العزوم المغناطيسية المغزلية المتجاورة للإلكترونين متماثلة، فإن العزوم المغزلية المغزلية للإلكترونات تكون بالضرورة متوازية مما يؤدي إلى المغنطة التلقائية ويؤدي إلى وجود المغناطيسية الحديدية في المادة.

(2) عند A < 0، فقط عندما يكون A < 0، فقط عندما يكون φ = 180 درجة، تكون طاقة النظام بأكمله في حدها الأدنى، مما يعني أن اتجاه دوران الإلكترون مرتب بطريقة مضادة للتوازي وهو ما يمثل مغناطيسية مضادة.

(3) عندما يكون |A| صغيرًا جدًا، يكون التفاعل التبادلي بين هاتين الذرتين المتجاورتين ضعيفًا، وتكون طاقة التبادل E_السابق صغيرة جدًا. عندما يكون φ حوالي 90 درجة، تكون الطاقة منخفضة، وبالتالي يكون اتجاه العزم المغناطيسي فوضويًا، وتكون المادة بارامغناطيسية.

وباختصار، تعتمد الخصائص المحددة لمغناطيسية المادة على A، أي درجة اقتراب الأغلفة الإلكترونية غير المملوءة للذرات المتجاورة من بعضها البعض.

لذلك، يتم تحديد مغناطيسية المواد من خلال توزيع الإلكترونات في الذرات والبنية البلورية للمادة.

إن خصائص المغناطيسية تجعل المواد المغناطيسية حاسمة في تطوير الصناعات عالية التقنية، وهي ركيزة مهمة لتقدم العلوم والتكنولوجيا. كما أنها مجال بحثي نشط للغاية في التكنولوجيا الحديثة.

وبالنظر إلى الدور البارز للمواد المغناطيسية في مجتمع المعلومات اليوم، يمكن أن ينعكس مستوى التطور التكنولوجي لبلد ما من خلال المواد المغناطيسية التي يمتلكها، ويمكن استخدام الطلب على هذا النوع من المواد لقياس المستوى الاقتصادي ومتوسط مستويات المعيشة في البلد.

بعد ذلك، سنصف بإيجاز بعض المواد المغناطيسية الشائعة في الحياة اليومية.

2. تطبيقات المواد المغناطيسية الشائعة

يشير مصطلح "المواد المغناطيسية" بشكل أساسي إلى المواد المغناطيسية الحديدية والمغناطيسية الحديدية.

واستنادًا إلى توزيعها المغناطيسي، يمكن تقسيمها إلى مواد مغناطيسية صلبة (دائمة) ومواد مغناطيسية شبه صلبة ومواد مغناطيسية لينة.

(1) مغناطيسية ناعمة (1)

المواد تشير المواد المغناطيسية اللينة إلى المواد التي يسهل مغنظتها وإزالة مغنطتها بواسطة التيار المتردد، وعادةً ما تكون ذات خواص مغناطيسية حديدية.

لها بعض الخصائص المميزة:

 (1) من خلال مغنطة المجال المغناطيسي الخارجي، يمكن أن يكون لها حد أقصى مرتفع لشدة الحث المغناطيسي;

 (2) تحت مغنطة مجال مغناطيسي خارجي بقوة معينة، يمكن أن يكون للمواد المغناطيسية اللينة نفسها شدة حث مغناطيسي أعلى;

 (3) مقاومة حركة المجال المغناطيسي في المواد المغناطيسية اللينة صغيرة.

وبسبب هذه الخصائص، تُستخدم المواد المغناطيسية اللينة على نطاق واسع في الاتصالات والبث الإذاعي والتلفزيوني والأجهزة والتكنولوجيا الإلكترونية الحديثة. وهي تستخدم عادةً كنوى للمولدات ومحولات التوزيع.

في هذه المجالات، يجب أن تتمتع المواد المغناطيسية بحساسية عالية للتغيرات في المجالات المغناطيسية الخارجية.

إذا كان من الصعب مغنطة المادة أو إذا لم يتم تحرير الخواص المغناطيسية بسهولة بعد المغنطة، فلا يمكن أن تلبي متطلبات هذه التطبيقات. تعتبر المواد المغناطيسية اللينة مثالية لهذه الأغراض.

ولذلك، فإن المواد المغناطيسية اللينة هي من بين المواد المغناطيسية الأقدم تطورًا والأكثر تنوعًا والأعلى إنتاجية والأكثر استخدامًا.

(2) المواد المغناطيسية الصلبة

يمكن للمواد المغناطيسية الصلبة، والمعروفة أيضًا باسم المغناطيس الدائم، أن تحافظ على مغنطة قوية بعد مغنطتها ويمكنها توفير مجال مغناطيسي ثابت لمساحة معينة لفترة طويلة دون استهلاك طاقة كهربائية.

وهي عادة ما تكون مواد مغناطيسية حديدية. وتستخدم المواد المغناطيسية الصلبة على نطاق واسع في المحركات الكهربائية والمولدات ومكبرات الصوت والمحامل والمثبتات وأجهزة النقل.

المغناطيسية الدائمة للمواد المغناطيسية الصلبة هي بالضبط ما تتطلبه هذه المجالات.

على سبيل المثال، تتطلب المحركات والمولدات الكهربائية جسمًا مغناطيسيًا ذا مجال مغناطيسي ثابت للعمل، والمغناطيسات الدائمة مثالية لأنها لا تستهلك طاقة كهربائية للحفاظ على خصائصها المغناطيسية.

ومع ذلك، ونظرًا لقلة تنوع المواد المغناطيسية الصلبة، في حين أنها توفر ثباتًا عاليًا، فإن نطاق استخدامها محدود.

(3) المواد المغناطيسية شبه الصلبة

المواد المغناطيسية شبه الصلبة لها خصائص تقع بين المواد المغناطيسية اللينة والمواد المغناطيسية الصلبة.

وتتميز بكثافة الحث المغناطيسي المتبقية المستقرة تحت حقول مغناطيسية خارجية أصغر من قيمة معينة (على غرار المواد المغناطيسية الصلبة)، ولكن لديها أيضًا ميل لتغيير اتجاه مغنطتها تحت حقول مغناطيسية عكسية أكبر من عتبة معينة، على غرار المواد المغناطيسية اللينة.

ولذلك، تُستخدم المواد المغناطيسية شبه الصلبة كمواد ديناميكية، ومع تزايد ذكاء المجتمع، هناك طلب متزايد على المواد الديناميكية، مما يجعل المواد المغناطيسية شبه الصلبة مجالاً واعداً للتطوير.

تشمل التطبيقات المرحلات وأجهزة التخزين شبه الثابتة وأجهزة الإنذار.

تعد وسائط التسجيل المغناطيسية نوعًا مهمًا من المواد المغناطيسية شبه الصلبة، والتي تستخدم على نطاق واسع في أجهزة تخزين المعلومات مثل الأقراص الصلبة والأشرطة المغناطيسية وبطاقات الائتمان.

تلعب المواد المغناطيسية شبه الصلبة دورًا حيويًا في هذه التطبيقات بسبب خصائصها الديناميكية.

إذا أخذنا محركات الأقراص الصلبة كمثال، فإن المادة المغناطيسية شبه الصلبة تستخدم بشكل أساسي في جزء القرص.

عند دوران القرص، إذا ظل الرأس في موضع واحد، فإن كل رأس سينشئ مسارًا دائريًا على سطح القرص.

هذه المسارات الدائرية تسمى مسارات دائرية، وهي في الأساس دوائر مغناطيسية ذات فجوات.

أثناء عملية الكتابة، يحول الكمبيوتر المعلومات إلى تيار كهربائي ويرسلها إلى الملف حول الرأس.

يعمل التيار الموجود في الملف على مغنطة الرأس، ويعمل المجال المغناطيسي الناتج عن الرأس الممغنط على مغنطة الوسط الموجود على المسار.

ونظرًا لاختلاف حجم التيار، يتغير المجال المغناطيسي للرأس، مما يؤدي بدوره إلى تغيير مغنطة الوسط المغناطيسي وتسجيل بيانات مختلفة.

 أثناء تحرك الرأس والقرص، يتم تسجيل كميات كبيرة من المعلومات على القرص.

تعمل عملية القراءة في الاتجاه المعاكس لعملية الكتابة، باستخدام المجال المغناطيسي للوسط المغناطيسي لإنتاج تغيير في التدفق المغناطيسي على الرأس، مما يولد تيارًا متغيرًا في الملف، والذي يعمل كإشارة كهربائية يمكن استخدامها بواسطة الكمبيوتر.

تلعب المواد المغناطيسية دورًا مهمًا في حياتنا اليومية، وأهميتها بديهية. ونحن نعتقد أنه مع الفهم الأعمق للمغناطيسية والتقدم في تكنولوجيا المواد المغناطيسية، سيكون لها تطبيقات أوسع في حياتنا.

التحليل أعلاه عام وبسيط نسبيًا.

سيكون فهم المبادئ الأعمق وكيفية التحكم في الخصائص المغناطيسية للمواد المغناطيسية لاستخدامنا هو الاتجاه الذي نحتاجه لمواصلة التقدم في المستقبل.