Elementer, der afviser magneter

Magneter tiltrækker mange metalgenstande, såsom jernarkasser, men de kan også afvise hinanden. Det, som mange sjældent bemærker, er imidlertid, at mange hverdagsgenstande svækkes svagt af et magnetfelt. Årsagerne til, at magneter tiltrækker nogle genstande og frastøder andre, skyldes forskelle i molekylær og atomstruktur.

Elektroner er subatomære partikler, der opfører sig som miniaturemagneter. De har en egenskab kaldet spin og kan enten drejes op (+1/2) eller spin ned (-1/2). To elektroner i samme orbitale har altid modsatte spins, så når de er parret, annulleres deres magnetfelter. I metaller er situationen mere kompliceret, fordi elektroner delokaliseres eller deles mellem flere atomer, men generelt kaldes materialer af denne art diamagnetiske, hvilket betyder, at de svagt frastødes af en magnet Mark.

De fleste materialer er diamagnetiske. Vand, træ, mennesker, plast, grafit og gips er alle eksempler på diamagnetiske materialer. Mens vi normalt tænker på disse materialer som ikke-magnetiske, afviser de faktisk (og afvises af) et magnetfelt. Denne frastødning er ekstremt svag, så svag, at den i hverdagen er ubetydelig. Med et stærkt magnetfelt er denne frastødning imidlertid tilstrækkelig til at svæve nogle små genstande og genstande. En videnskabsmand ved University of Manchester var i stand til at svæve en frø og en tomat - begge diamagnetiske genstande - ved hjælp af et kraftigt magnetfelt. Hans arbejde vandt ham en Ig Nobel-pris, en pris dedikeret til fjollet videnskab.

De fleste genstande omkring dit hjem afviser svagt magneter, men medmindre magnetfeltet er meget stærkt, vil du aldrig bemærke effekten. For virkelig at afvise en magnet har du brug for en anden magnet. Alle magneter har to poler, nord og syd. Ligesom med elektriske opladninger er reglen, at lignende opladninger afviser, mens modsatte opladninger tiltrækker. En magnetisk sydpol tiltrækkes af en magnetisk nordpol, men nord på nord eller syd på syd afviser hinanden. Du kan få en fornemmelse for, hvordan dette fungerer, hvis du prøver at holde to magneter sammen - i den ene retning afviser de hinanden, mens de i den anden tiltrækker.

En anden slags afstødning kan forekomme mellem en magnet og en trådspole. Mængden af ​​magnetfelt, der passerer gennem en trådspole, kaldes magnetisk flux. Hver gang der er en ændring i strømmen, inducerer den en strøm, hvis magnetfelt virker i modsætning til ændringen i strømmen. Denne regel kaldes Lenzs lov. Flytning af en trådspole ind i et magnetfelt forårsager frastødning mellem trådspolen og magneten. Det skyldes, at strømmen gennem spolen øges, så der induceres en strøm i spolen. Fra Lenzs lov ved vi, at strømmen induceret i spolen skaber et magnetfelt, der modsætter sig stigningen i flux og derved skabe en frastødning mellem trådspolen og magneten, hvorfra feltet kommer stammer ud.