Kodėl magnetinė atmintis saugo duomenis?
Trumpas atsakymas: Magnetinė atmintis saugo duomenis paversdama mažyčius paviršiaus taškelius mažyčiais magnetais. Kiekviena dėmė rodo vieną pusę, jei tai skaičius 1, ir kitą, jei tai skaičius 0, ir šios kryptys išlieka fiksuotos, kol kažkas jų nepakeičia.
Kas iš tikrųjų vyksta?
Magnetiniam saugojimui naudojamos medžiagos turi daug mažyčių sričių, vadinamų domenais. Kiekvienas domenas gali būti įmagnetintas, todėl jo mažytės kompaso rodyklės nukreiptos viena arba priešinga kryptimi. Rašymo galvutė sukuria stiprų, kintantį magnetinį lauką, kuris apverčia pasirinktas sritis, kad jos vaizduotų bitus (vienetus ir nulius).
Skaitymo galvutė jaučia, į kurią pusę nukreipti tos sritys, ir nuskaito bitus. Magnetinės medžiagos, kartą nustatytos, nesikeičia, todėl magnetų išdėstymas ilgą laiką išlieka stabilus. Karštis, stiprūs magnetai ar fizinė žala gali pakeisti išdėstymą ir ištrinti duomenis.
Štai kodėl magnetiniai įrenginiai yra sukurti taip, kad apsaugotų saugomą magnetinį išdėstymą.
Ką sako fizika
Įvardyti dėsniai / principai: Efekto/dėsnio pavadinimas: feromagnetizmas ir magnetinė histerezė.
Feromagnetizmas yra kai kurių medžiagų (pvz., geležies lydinių) savybė sudaryti magnetines sritis – mažas sritis, kuriose daugelis atominių magnetinių momentų (mažyčiai elektronų magnetiniai efektai) išsidėstę ta pačia kryptimi. Kai domenai yra išlygiuoti, medžiaga pasižymi grynuoju įmagnetėjimu. Histerezė yra savybė, kai medžiagos įmagnetėjimas ne iš karto seka veikiantį lauką; ji prisimena ankstesnį įmagnetėjimą.
Du pagrindiniai parametrai yra liekamasis įmagnetėjimas (kiek įmagnetėjimo išlieka pašalinus lauką) ir koercinis lauko stiprumas (koks stiprus turi būti atvirkštinis laukas, kad jis išnyktų). Kiuri temperatūra yra šilumos taškas, kuriame feromagnetizmas išnyksta, o domenai praranda išsidėstymą. Magnetinėje atmintyje rašymo galvutės taiko kontroliuojamus laukus, kad pakeistų domenų kryptis; skaitymo galvutės jaučia mažyčius magnetinius laukus iš tų domenų.
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai matuoja įmagnetėjimą, palyginti su veikiančiu lauku (histerezės kilpos), naudodami prietaisus ir stebi domenus tiesiogiai naudodami mikroskopijos metodus, parodydami, kad domenai išlaiko įmagnetėjimą ir gali būti perjungiami žinomais laukais.
Pastebėk aplink
- Kietieji diskai (daugelio kompiuterių viduje)
- Magnetinės juostos (atsarginės kopijos ir senos garso / vaizdo juostos)
- Kredito ir debeto kortelių magnetinės juostelės
- Garso kasetės ir diskeliai (senesnės technologijos)
- Įmonių saugojimo sistemos, naudojančios magnetines plokšteles
Išbandymas
Pavadinimas: Kaip priversti sąvaržėlę veikti kaip mažytį magnetą
Sauga: Laikykite magnetus atokiau nuo elektroninių prietaisų ir žmonių su širdies stimuliatoriais.
Priemonės
- stiprus strypinis magnetas arba šaldytuvo magnetas
- kelios sąvaržėlės
- kompasas arba mažas metalinis smeigtukas
Žingsniai
- Sulygiuokite sąvaržėlę ir laikykite stiprų magnetą už vieno galo.
- Pabraukite sąvaržėlę iš vieno galo į kitą ta pačia kryptimi apie 20 kartų.
- Patikrinkite sąvaržėlę paimdami kitą sąvaržėlę arba priartindami kompasą prie jos.
- Pabandykite patrinti sąvaržėlę atsitiktinėmis kryptimis ir pažiūrėkite, ar ji praranda magnetizmą. Ką tai rodo: Pabraukimas sulygiuoja sąvaržėlės domenus, kad ji taptų silpnu magnetu; atsitiktiniai judesiai gali sumažinti šį sulygiavimą.
Žodžiai, kuriuos verta žinoti
- Feromagnetizmas: medžiagos savybė, kai atominio masto magnetai (momentai) išsirikiuoja ir sudaro sritis, vadinamas domenais, kurios gali demonstruoti stiprų magnetizmą.
- Magnetinis domenas: maža sritis medžiagos viduje, kur daug atominių magnetų nukreipti ta pačia kryptimi.
- Histerezė: magnetinės medžiagos polinkis „prisiminti“ savo magnetinę būseną; ji ne iš karto seka veikiančio lauko pokyčius.
- Kiuri temperatūra: temperatūra, virš kurios feromagnetinė medžiaga praranda savo tvarkingą magnetizmą ir domenai nustoja išsirikiuoti.
Dažni klausimai
Kiek laiko magnetinė atmintinė saugo duomenis?
Ji gali saugoti duomenis daugelį metų ar dešimtmečių, jei laikoma vėsioje, sausoje ir nepaliestoje vietoje; karštis, korozija ar stiprūs laukai sutrumpina šį laiką.
Ar įprastas šaldytuvo magnetas gali ištrinti standųjį diską?
Ne, įprasti šaldytuvo magnetai yra per silpni, kad ištrintų šiuolaikinius standžiuosius diskus; galingi pramoniniai magnetizatoriai gali.
Ar magnetinė atmintis yra tokia pati kaip „flash“ atmintis?
Ne. Magnetinėje atmintinėje naudojamos mažytės įmagnetintos sritys; „flash“ atmintis elektronus saugo kaip elektros krūvį ir veikia kitaip.