चुंबक लोहे को क्यों आकर्षित करता है?

ज्यादातर लोग जानते हैं कि लोहा चुम्बक की ओर आकर्षित होता है, जबकि अन्य धातुएँ जैसे सोना और चाँदी नहीं। फिर भी कुछ ही लोग ठीक-ठीक बता सकते हैं कि लोहे का चुंबकत्व के साथ यह जादुई संबंध क्यों है। उत्तर पर पहुंचने के लिए, आपको परमाणु स्तर पर उतरना होगा और परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की चुंबकीय प्रकृति की जांच करनी होगी।

चुंबकत्व के पीछे का विज्ञान, बिजली की तरह, इलेक्ट्रॉनों के लिए नीचे आता है, एक परमाणु के नाभिक के आसपास के नकारात्मक चार्ज किए गए कण। सभी इलेक्ट्रॉनों में चुंबकीय गुण होते हैं, जैसे उनके पास विद्युत गुण होते हैं। जब एक इलेक्ट्रॉन चुंबकत्व प्रदर्शित करता है, और परिणामस्वरूप, यह बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करने की क्षमता रखता है, तो इसे चुंबकीय क्षण कहा जाता है।

एक इलेक्ट्रॉन का चुंबकीय क्षण उसकी स्पिन और उसकी कक्षा पर आधारित होता है, जो दोनों क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांत हैं। क्वांटम समीकरणों में जाने के बिना, यह कहना पर्याप्त है कि एक इलेक्ट्रॉन का चुंबकीय क्षण उसकी गति के कारण होता है।

जबकि किसी भी पदार्थ में अलग-अलग परमाणुओं में चुंबकीय क्षण हो सकते हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि पदार्थ स्वयं चुंबकीय है। पदार्थ के चुंबकीय होने के लिए, आपको एक साथ काम करने वाले पर्याप्त संख्या में परमाणुओं की आवश्यकता होती है। इसके लिए दो चीजों की जरूरत होती है।

पहली चीज जो होनी चाहिए वह यह है कि परमाणुओं के बीच कुछ असहमति होनी चाहिए। कई पदार्थों में, सभी इलेक्ट्रॉन खुद को व्यवस्थित जोड़े में पंक्तिबद्ध करते हैं, उनमें से प्रत्येक दूसरे के चुंबकीय गुणों को रद्द कर देता है। यदि आप 1,000 इंजनों की कल्पना करते हैं, जिनमें से आधे उत्तर की ओर जाने की कोशिश कर रहे हैं और दूसरे आधे दक्षिण की ओर जा रहे हैं, तो उनमें से कोई भी चलने वाला नहीं है। इसलिए, किसी पदार्थ के चुंबकीय होने के लिए, उसके सभी इलेक्ट्रॉनों को जोड़ा नहीं जा सकता है।

हालाँकि, यह अपने आप में पदार्थ के चुंबकीय होने के लिए पर्याप्त नहीं है। सिर्फ इसलिए कि किसी सामग्री के इलेक्ट्रॉन जोड़े में नहीं होते हैं, इसका मतलब यह नहीं है कि पदार्थ चुंबकीय है। मैंगनीज, उदाहरण के लिए, नट्स और अनाज में पाया जाने वाला एक महत्वपूर्ण खनिज और स्वस्थ हड्डियों के लिए आवश्यक, चुंबकीय नहीं है, भले ही इसके इलेक्ट्रॉन जोड़े में पंक्तिबद्ध न हों। यदि आपके पास १००१ ट्रेन के इंजन हैं, ५०० दक्षिण की ओर और ५०१ उत्तर की ओर हैं, तो उस अतिरिक्त इंजन से कोई फर्क नहीं पड़ने वाला है।

दूसरी चीज जो आपको चाहिए वह पर्याप्त संख्या में इलेक्ट्रॉनों के लिए खुद को एक दूसरे के समानांतर संरेखित करने के लिए है - जैसे बहुत सारे लोकोमोटिव एक ही दिशा में सामना करना पड़ रहा है - इसलिए बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के साथ बातचीत करने की उनकी क्षमता पूरे को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त है वस्तु

कोई भी पदार्थ जिसमें ये दो स्थितियां होती हैं उसे लौहचुंबकीय कहा जाता है। लोहा सबसे आम लौहचुंबकीय तत्व है। दो अन्य लौहचुम्बकीय तत्व निकल और कोबाल्ट हैं। हालांकि, कई अन्य पदार्थ फेरोमैग्नेटिक हो सकते हैं जब उन्हें गर्म किया जाता है या अन्य सामग्रियों के साथ जोड़ा जाता है।