Sisältö
Magneetit houkuttelevat monia metalliesineitä, kuten rautahiilet, mutta ne voivat myös hylätä toisiaan. Monet ihmiset huomaavat kuitenkin harvoin, että magneettikenttä hylkää monien arjen esineiden heikosti. Syyt siihen, miksi magneetit houkuttelevat joitain esineitä ja hylkivät muita, johtuvat molekyyli- ja atomirakenteen eroista.
pyöräyttää
Elektronit ovat subatomisia hiukkasia, jotka käyttäytyvät kuin pienet magneetit. Niillä on ominaisuus nimeltä spin ja ne voivat olla joko pyörittäneet ylös (+1/2) tai pyörittävät alas (-1/2). Kahdessa samassa kiertoradalla olevassa elektronissa on aina vastakkaiset spinnit, joten kun ne on muodostettu pariksi, niiden magneettikentät katoavat. Metalleissa tilanne on monimutkaisempi, koska elektronit ovat sijoittuneet tai jakautuneet useiden atomien kesken, mutta yleensä tällaista materiaalia kutsutaan diamagneettiseksi, eli magneettikenttä heikentää niitä heikosti.
Yleiset diamagneettiset materiaalit
Suurin osa materiaaleista on diamagneettisia. Vesi, puu, ihmiset, muovi, grafiitti ja rappaus ovat kaikki esimerkkejä diamagneettisista materiaaleista. Vaikka ajattelemme yleensä näitä materiaaleja ei-magneettisina, ne tosiasiassa hylkivät (ja hylkivät) magneettikentän. Tämä vastenmielisyys on erittäin heikko, niin heikko, että arjessa se on merkityksetöntä. Vahvalla magneettikentällä tämä heijastus on kuitenkin riittävä pienten esineiden ja esineiden levittamiseksi. Yksi Manchesterin yliopiston tutkija pystyi levitaamaan sammakon ja tomaatin - molemmat diamagneettiset esineet - voimakkaan magneettikentän avulla. Hänen työnsä voitti hänelle Ig Nobel -palkinnon, joka on omistettu typerälle tieteelle.
Muut magneetit
Useimmat kodin ympärillä olevat esineet hylkivät magneetit heikosti, mutta ellet magneettikenttä ole kovin voimakas, et koskaan huomaa vaikutusta. Tarvitset toisen magneetin, jotta voit hylätä magneetin todella. Kaikilla magneetteilla on kaksi napaa, pohjoisessa ja etelässä. Aivan kuten sähkövarausten kohdalla, sääntö on, että samanlaiset lataukset hylkivät, kun taas vastakkaiset lataukset houkuttelevat. Magneettinen etelänapa houkuttelee magneettista pohjoisnapaa, mutta pohjoinen pohjoisessa tai etelässä etelässä hylkää toisiaan. Saat vaikutelman siitä, miten tämä toimii, jos yrität pitää kahta magneettia yhdessä - yhdessä suunnassa ne hylkivät toisiaan, kun taas toisessa ne houkuttelevat.
Lenzs-laki
Toinen tyyppinen heijastus voi tapahtua magneettin ja lankakelan välillä. Lankakelan läpi kulkevan magneettikentän määrää kutsutaan magneettiseksi fluxiksi. Aina kun fluxissa tapahtuu muutos, se indusoi virran, jonka magneettikenttä toimii fluxin muutoksen vastaisena. Tätä sääntöä kutsutaan Lenzs-lakiksi. Lankakelan siirtäminen magneettikenttään aiheuttaa johtimen kelan ja magneetin välisen heijastumisen. Että koska virtaus kelan läpi kasvaa, niin kelaan johdetaan virta. Lenzs-lain perusteella tiedämme, että kelassa indusoitu virta luo magneettikentän, joka vastustaa vuon kasvua, jolloin syntyy vaste lankakelan ja magneettin välillä, josta kenttä tulee.