פריטים הדוחים מגנטים

מגנטים מושכים פריטי מתכת רבים, כמו תיקים של ברזל, אך הם יכולים גם להדוף זה את זה. אולם מה שרק לעתים רחוקות אנשים מבחינים בו הוא שפריטים יומיומיים רבים נדחים חלש על ידי שדה מגנטי. הסיבות לכך שמגנטים מושכים פריטים מסוימים ודוחים אחרים נובעים מהבדלים במבנה המולקולרי והאטומי.

אלקטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים שמתנהגים כמו מגנטים זעירים. יש להם מאפיין שנקרא ספין והוא יכול להיות סיבוב למעלה (+1/2) או סיבוב למטה (-1/2). לשני אלקטרונים באותו מסלול יש תמיד סיבובים הפוכים, ולכן כאשר הם משויכים, השדות המגנטיים שלהם מתבטלים. במתכות, המצב מורכב יותר מכיוון שאלקטרונים מוחלקים מחדש, או משותפים בין אטומים מרובים, אך באופן כללי, חומרים מסוג זה נקראים דיאמגנטיים, כלומר הם נדחים חלש על ידי מגנט שדה.

רוב החומרים הם דיאמגנטיים. מים, עץ, אנשים, פלסטיק, גרפיט וטיח - כולם דוגמאות לחומרים דיאמגנטיים. אמנם אנו בדרך כלל חושבים על חומרים אלה כלא מגנטיים, אך הם למעשה דוחים (ונדחקים על ידי) שדה מגנטי. הדחייה הזו חלשה ביותר, כל כך חלשה שבחיי היומיום היא זניחה. עם שדה מגנטי חזק, לעומת זאת, דחייה זו מספיקה בכדי לרפד כמה פריטים וחפצים קטנים. מדען אחד מאוניברסיטת מנצ'סטר הצליח לרחף צפרדע ועגבנייה - שניהם עצמים דיאמגנטיים - באמצעות שדה מגנטי חזק. עבודתו זיכתה אותו בפרס איג נובל, פרס המוקדש למדע מטופש.

רוב הפריטים מסביב לביתכם דוחים מגנטים בצורה חלשה, אך אלא אם כן השדה המגנטי חזק מאוד, לעולם לא תבחינו בהשפעה. כדי באמת להדוף מגנט, אתה צריך מגנט אחר. לכל המגנטים שני קטבים, צפון ודרום. בדיוק כמו במטענים חשמליים, הכלל הוא שמטענים דומים דוחים ואילו מטענים מנוגדים מושכים. קוטב דרום מגנטי נמשך לקוטב צפון מגנטי, אך צפון על צפון או דרום על דרום דוחה זה את זה. אתה יכול להרגיש כיצד זה עובד אם תנסה להחזיק שני מגנטים יחד - בכיוון אחד הם דוחים זה את זה, ואילו בשני הם מושכים.

סוג אחר של דחייה יכול להתרחש בין מגנט לסליל חוט. כמות השדה המגנטי העוברת דרך סליל תיל נקראת השטף המגנטי. בכל פעם שיש שינוי בשטף, הוא מביא זרם ששדה המגנטי שלו פועל בניגוד לשינוי השטף. כלל זה נקרא חוק לנץ. העברת סליל חוט לשדה מגנטי גורמת לדחייה בין סליל החוט למגנט. הסיבה לכך היא שהשטף דרך הסליל גדל, ולכן נוצר זרם בסליל. מחוק לנץ אנו יודעים שהזרם המושרה בסליל יוצר שדה מגנטי המתנגד לעלייה בזרימה, וכך נוצר דחייה בין סליל התיל למגנט שממנו השדה בוקע.