Zawartość
Magnesy przyciągają wiele metalowych przedmiotów, takich jak opiłki żelaza, ale mogą się również odpychać. Jednak wiele osób rzadko zauważa, że wiele przedmiotów codziennego użytku jest słabo odpychanych przez pole magnetyczne. Powody, dla których magnesy przyciągają niektóre przedmioty i odpychają inne, wynikają z różnic w strukturze molekularnej i atomowej.
Piruet, obrót
Elektrony to cząsteczki subatomowe, które zachowują się jak miniaturowe magnesy. Mają właściwość o nazwie spin i mogą być albo zwiększane (+1/2), albo zmniejszane (-1/2). Dwa elektrony na tej samej orbicie zawsze mają przeciwne spiny, więc po sparowaniu ich pola magnetyczne zanikają. W metalach sytuacja jest bardziej skomplikowana, ponieważ elektrony są delokalizowane lub dzielone między wiele atomów, ale ogólnie materiały tego rodzaju nazywane są diamagnetycznymi, co oznacza, że są słabo odpychane przez pole magnetyczne.
Wspólne materiały diamagnetyczne
Większość materiałów jest diamagnetyczna. Woda, drewno, ludzie, plastik, grafit i tynk to przykłady materiałów diamagnetycznych. Chociaż zwykle uważamy te materiały za niemagnetyczne, w rzeczywistości odpychają (i odpychają) pole magnetyczne. To odpychanie jest wyjątkowo słabe, tak słabe, że w życiu codziennym jest znikome. Jednak przy silnym polu magnetycznym odpychanie to wystarcza do lewitacji niektórych małych przedmiotów i przedmiotów. Jeden naukowiec z University of Manchester był w stanie lewitować żabę i pomidora - oba obiekty diamagnetyczne - za pomocą silnego pola magnetycznego. Jego praca przyniosła mu nagrodę Ig Nobla, nagrodę poświęconą głupiej nauce.
Inne magnesy
Większość przedmiotów w domu słabo odpycha magnesy, ale jeśli pole magnetyczne nie będzie bardzo silne, nigdy nie zauważysz efektu. Aby naprawdę odeprzeć magnes, potrzebujesz innego magnesu. Wszystkie magnesy mają dwa bieguny, północ i południe. Podobnie jak w przypadku ładunków elektrycznych, zasada jest taka, że podobne ładunki odpychają się, podczas gdy ładunki przeciwne przyciągają. Magnetyczny biegun południowy przyciągany jest do magnetycznego bieguna północnego, ale północ na północy lub południe na południu odpychają się. Możesz poczuć, jak to działa, jeśli spróbujesz trzymać dwa magnesy razem - w jednej orientacji wzajemnie się odpychają, a w drugiej przyciągają.
Prawo Lenzsa
Inny rodzaj odpychania może wystąpić między magnesem a cewką z drutu. Ilość pola magnetycznego przechodzącego przez cewkę drutu nazywana jest strumieniem magnetycznym. Za każdym razem, gdy następuje zmiana strumienia, indukuje prąd, którego pole magnetyczne działa w przeciwieństwie do zmiany strumienia. Zasada ta nazywa się prawem Lenzsa. Przeniesienie cewki drutu do pola magnetycznego powoduje odpychanie między cewką drutu a magnesem. Dzieje się tak, ponieważ strumień przez cewkę rośnie, więc w cewce indukowany jest prąd. Z prawa Lenzsa wiemy, że prąd indukowany w cewce wytwarza pole magnetyczne przeciwstawiające się wzrostowi strumienia, tworząc w ten sposób odpychanie między cewką drutu a magnesem, z którego emanuje pole.