Os ímãs atraem muitos itens de metal, como limalhas de ferro, mas também podem se repelir. O que muitas pessoas raramente notam, entretanto, é que muitos itens do dia-a-dia são fracamente repelidos por um campo magnético. Os motivos pelos quais os ímãs atraem alguns itens e repelem outros decorrem de diferenças na estrutura molecular e atômica.
Rodar
Elétrons são partículas subatômicas que se comportam como ímãs em miniatura. Eles têm uma propriedade chamada spin e podem ser girados para cima (+1/2) ou para baixo (-1/2). Dois elétrons no mesmo orbital sempre têm spins opostos; portanto, quando eles estão emparelhados, seus campos magnéticos se cancelam. Nos metais, a situação é mais complicada, porque os elétrons são deslocalizados ou compartilhados entre vários átomos, mas, em geral, materiais desse tipo são chamados de diamagnéticos, o que significa que são fracamente repelidos por um campo.
Materiais Diamagnéticos Comuns
A maioria dos materiais são diamagnéticos. Água, madeira, pessoas, plástico, grafite e gesso são exemplos de materiais diamagnéticos. Embora geralmente pensemos nesses materiais como não magnéticos, eles na verdade repelem (e são repelidos por) um campo magnético. Essa repulsão é extremamente fraca, tão fraca que na vida cotidiana, é insignificante. Com um forte campo magnético, no entanto, essa repulsão é suficiente para levitar alguns pequenos itens e objetos. Um cientista da Universidade de Manchester conseguiu levitar um sapo e um tomate - ambos objetos diamagnéticos - usando um poderoso campo magnético. Seu trabalho lhe rendeu um prêmio Ig Nobel, um prêmio dedicado à ciência boba.
Outros ímãs
A maioria dos itens em sua casa repele os ímãs fracamente, mas, a menos que o campo magnético seja muito forte, você nunca notará o efeito. Para realmente repelir um ímã, você precisa de outro ímã. Todos os ímãs têm dois pólos, norte e sul. Assim como acontece com as cargas elétricas, a regra é que cargas semelhantes se repelem enquanto cargas opostas se atraem. Um pólo sul magnético é atraído por um pólo norte magnético, mas o norte no norte ou o sul no sul se repelem. Você pode ter uma ideia de como isso funciona se tentar segurar dois ímãs juntos - em uma orientação eles se repelem, enquanto na outra eles se atraem.
Lei de Lenz
Outro tipo de repulsão pode ocorrer entre um ímã e uma bobina de fio. A quantidade de campo magnético que passa por uma bobina de fio é chamada de fluxo magnético. Sempre que há uma mudança no fluxo, ela induz uma corrente cujo campo magnético atua em oposição à mudança no fluxo. Essa regra é chamada de Lei de Lenz. Mover uma bobina de fio em um campo magnético causa repulsão entre a bobina de fio e o ímã. Isso ocorre porque o fluxo através da bobina está aumentando, então uma corrente é induzida na bobina. Pela Lei de Lenz, sabemos que a corrente induzida na bobina cria um campo magnético oposto ao aumento em fluxo, criando assim uma repulsão entre a bobina de fio e o ímã a partir do qual o campo emana.