Items die magneten afstoten

Magneten trekken veel metalen voorwerpen aan, zoals ijzervijlsel, maar ze kunnen elkaar ook afstoten. Wat veel mensen echter zelden opmerken, is dat veel alledaagse voorwerpen zwak worden afgestoten door een magnetisch veld. De redenen waarom magneten sommige items aantrekken en andere afstoten, komen voort uit verschillen in moleculaire en atomaire structuur.

Elektronen zijn subatomaire deeltjes die zich gedragen als miniatuurmagneten. Ze hebben een eigenschap genaamd spin en kunnen ofwel spin up (+1/2) of spin down (-1/2) zijn. Twee elektronen in dezelfde orbitaal hebben altijd tegengestelde spins, dus wanneer ze gepaard gaan, heffen hun magnetische velden elkaar op. In metalen is de situatie ingewikkelder, omdat elektronen worden gedelokaliseerd of gedeeld tussen meerdere atomen, maar in het algemeen worden dit soort materialen diamagnetisch genoemd, wat betekent dat ze zwak worden afgestoten door een magnetische veld.

De meeste materialen zijn diamagnetisch. Water, hout, mensen, plastic, grafiet en gips zijn allemaal voorbeelden van diamagnetische materialen. Hoewel we deze materialen meestal als niet-magnetisch beschouwen, stoten ze in feite een magnetisch veld af (en worden ze afgestoten door). Deze afstoting is extreem zwak, zo zwak dat het in het dagelijks leven verwaarloosbaar is. Bij een sterk magnetisch veld is deze afstoting echter voldoende om enkele kleine voorwerpen en voorwerpen te laten zweven. Een wetenschapper aan de Universiteit van Manchester was in staat om een ​​kikker en een tomaat te laten zweven - beide diamagnetische objecten - met behulp van een krachtig magnetisch veld. Zijn werk leverde hem een ​​Ig Nobelprijs op, een prijs gewijd aan domme wetenschap.

De meeste voorwerpen in uw huis stoten magneten zwak af, maar tenzij het magnetische veld erg sterk is, zult u het effect nooit opmerken. Om een ​​magneet echt af te stoten, heb je een andere magneet nodig. Alle magneten hebben twee polen, noord en zuid. Net als bij elektrische ladingen is de regel dat soortgelijke ladingen afstoten en tegengestelde ladingen aantrekken. Een magnetische zuidpool wordt aangetrokken door een magnetische noordpool, maar noord op noord of zuid op zuid stoten elkaar af. Je kunt een idee krijgen van hoe dit werkt als je probeert twee magneten bij elkaar te houden - in de ene richting stoten ze elkaar af, terwijl ze in de andere richting aantrekken.

Een ander soort afstoting kan optreden tussen een magneet en een draadspoel. De hoeveelheid magnetisch veld die door een draadspoel gaat, wordt de magnetische flux genoemd. Elke keer dat er een verandering in de flux is, induceert het een stroom waarvan het magnetische veld in tegenspraak is met de verandering in flux. Deze regel wordt de wet van Lenz genoemd. Het verplaatsen van een draadspoel in een magnetisch veld veroorzaakt afstoting tussen de draadspoel en de magneet. Dat komt omdat de flux door de spoel toeneemt, er wordt dus een stroom in de spoel geïnduceerd. Uit de wet van Lenz weten we dat de stroom die in de spoel wordt geïnduceerd, een magnetisch veld creëert dat de toename tegengaat in flux, waardoor een afstoting ontstaat tussen de draadspoel en de magneet waarvan het veld uitgaat.