"Hamerse Gerade"

Eigenlijk weet ik niet precies of het wel zinvol is dit verhaal op te dissen.
Maar iets in me fluistert me in het toch maar te doen.
Allereerst laat ik even zien wat de aanleiding ertoe geweest is.

Het onderstaande plaatje zal een groot aantal mensen als bekend voorkomen, het is een zogenaamde hystereselus van een ferromagnetisch materiaal.

Voor niet-ingewijden zal ik een korte toelichting proberen te geven.

Wanneer een maagdelijk stukje magnetisch materiaal (d.w.z. dat de magnetische gebiedjes nog niet geordend zijn) in een magnetisch veld brengt wordt het materiaal gemagnetiseerd.
Er treedt echter een merkwaardig verschijnsel op. Veronderstel dat we de magnetische veldsterkte H verhogen tot de magnetisatie B het punt a1 bereikt, via de roze lijn, en we verwijderen het magnetische veld, dan volgt de magnetisatie niet de roze lijn in tegengestelde richting.

Het blijkt dat de magnetisatie met het afnemen van het magnetische veld wel afneemt, maar een kromme volgt aangegeven tussen a1 en a2.  Het materiaal behoudt blijkbaar een deel van zijn magnetisatie. Men verklaart dat als volgt. Een stuk ferromagnetisch materiaal bestaat uit kleine gebiedjes, die men Weisscomplexen noemt. In deze gebiedjes is de orientatierichting van de magnetisatie bij een maagdelijk materiaal dusdanig ongeordend dat er naar buiten geen magnetisch veld optreedt. Door nu het materiaal in een magnetisch veld te brengen worden de Weissgebiedjes één richting op gedrongen. Wanneer nu het uitwendige veld verwijderd wordt draaien deze gebiedjes zich echter niet weer in hun oorspronkelijke toestand terug. Daarvoor zijn een aantal oorzaken, zoals b.v. inwendige spanningen en verontreinigingen. Zodoende blijft er een resterende magnetisatie over.

Dit verschijnsel treedt ook op wanneer we het magnetische veld verhogen, en we zien ook dat de resterende magnetisatie toeneemt. (b1-b2, c1-c2 en d1-d2).
Verhoogt men het uitwendige veld verder, dan blijkt de magnetisatie vrijwel niet meer toe te nemen, ook de magnetisatie niet welke overblijft na verwijdering van het magnetische veld.
Het materiaal is dan verzadigd bij die magnetische veldsterkte waarbij de magnetisatie niet verder toeneemt. De resterende magnetisatie bij afwezig magnetisch veld noemt men remanente magnetisatie. Het stuk materiaal is dan een permanente magneet geworden.

Door nu het magnetische veld in een tegengestelde richting aan te leggen kan men de magnetisatie weer tot nul reduceren. De magnetische veldsterkte waarbij dit optreedt noemt men coërcitiefkracht en wordt vaak aangeduidt met Hc. ( Dit is echter niet blijvend, zodra men het magnetische veld verwijderd is het materiaal weer magnetisch ).

Een maagdelijk stuk materiaal doorloopt dus éénmalig de magnetisatie volgens de roze lijn, vandaar dat deze dan ook de maagdelijke kromme genoemd wordt.
De vraag rijst meteen of het ook mogelijk is het materiaal weer in zijn ongemagnetiseerde toestand terug te brengen. Dat kan, door het aanleggen van een magnetisch wisselveld te beginnen met een waarde welke vereist is het materiaal volledig in verzadiging te brengen en deze vervolgens af te laten nemen tot nul. De Weissgebiedjes zijn dan weer dusdanig georiënteerd dat er geen uitwendig magneetveld merkbaar is.

Ik heb dergelijke metingen aan vele verschillende ferromagnetische materialen uitgevoerd en kwam daardoor op het idee bij een maagdelijk stuk materiaal geleidelijk aan de magnetische veldsterkte op te voeren en bij iedere stap de magnetisatie I en de remanente magnetisatie IR te bepalen. Als ik vervolgens het quotiënt van I en IR in een grafiek tegen de magnetische veldsterkte uitzette, kreeg ik steeds weer eenzelfde beeld.

Het bleek dat de waarden op een rechte lijn kwamen te liggen, om vervolgens bij een bepaalde waarde van het magnetische veld een andere rechte lijn te vormen waarvan de richtingcoëfficiënt precies de helft van de eerste lijn bleek te zijn. Tevens bleek dat het snijpunt van deze twee lijnen lag bij een veldsterkte die gelijk bleek te zijn aan de coërcitiefkracht Hc.

Afgezien van het feit dat de waarden bij andere stukken ferromagnetisch materiaal anders waren, bleek wel steeds weer dit verband op te treden, steeds weer twee lijnen waarvan de richtingscoëfficient van de tweede lijn de helft was van de eerste en het snijpunt lag ook steeds weer bij de Hc waarde van het desbetreffende materiaal. Hierdoor is het mogelijk vrij nauwkeurig de waarde van de coërcitiefkracht Hcte bepalen.

Hoe dit komt kan ik helaas niet verklaren, ik heb daarover ook de mening van een collega gevraagd. Die vond het een interessant verschijnsel maar kon er verder ook niets zinnigs over zeggen. Alleen noemde hij het spottend, de "Hamerse Gerade". Vandaar ook de titel van dit verhaal. Hopelijk weet een van de lezers van dit verhaal het mechanisme dat er achter steekt.