Magnetické vlastnosti vodíka

Vodík je plyn nachádzajúci sa v atmosfére na stopových úrovniach, ktorý nedokáže udržať život. Je syntetizovaný z uhľovodíkov a vody. Plynný vodík tvorí najľahšiu časť molekuly H2O. Vodík je najľahší a najzákladnejší zo všetkých prvkov. Je to dosť reaktívny plyn, ktorý vstupuje do chemickej kombinácie s väčšinou prvkov a je slabo odpudzovaný magnetickými silami.

Veľká časť fyziky sa venuje štúdiu účinkov vytváraných v rôznych materiáloch aplikáciou magnetického poľa. V atóme vodíka obieha jadro s jediným kladne nabitým protónom, ktorý zostáva nehybný, jediným záporne nabitým elektrónom. Takáto konfigurácia môže budiť dojem, že vodík má silnú magnetickú príťažlivosť, ale nie je to tak. Plynný vodík je v skutočnosti len veľmi slabo magnetický. Dôvodom je to, že atómy vodíka sa nenachádzajú izolovane. Sú spolu spojené a tvoria molekulu, ktorá má nižšiu chemickú energiu ako samostatné atómy. V rámci tejto molekuly sa hybnosť jedného elektrónu pohybuje v opačnom smere ako jeho sused. Kvôli tomuto javu je molekula iba slabo magnetická a predpokladá sa, že jej chýba permanentný magnetický moment.

Vodík je diamagnetická látka. Diamagnetizmus sa vyskytuje v materiáloch, ktorých atómy majú spárované elektróny. Podľa Faradayovho zákona, keď je molekula vodíka vystavená magnetickému poľu, jej elektróny, ktoré sú na obežnej dráhe, mierne menia svoju hybnosť. Keď sa magnetické pole zvyšuje, vytvára sa indukované pole, ktoré elektróny molekuly prežívajú ako sila. Prostredníctvom tohto fyzikálneho princípu získava molekula vodíka indukovaný magnetický moment. Tento indukovaný moment je opačný k použitému poľu a nazýva sa diamagnetizmus. Prostredníctvom týchto fyzikálnych princípov je vodík slabo odpudzovaný blízkym magnetom.

Magnetizmus je podstatná sila, ktorá určuje formu plazmy alebo ionizovanej hmoty. Vodíkové oblasti v okolí galaxií sú tiež plazmami, napriek tomu, že stupeň ionizácie je malý. Stupeň ionizácie v medziplanetárnom priestore sa líši od stupňa vo vodíkových oblastiach po plne ionizované stavy v iných oblastiach vesmíru. Vo vesmíre však aj slabo ionizovaná plazma vo vodíkovej oblasti silne reaguje na elektromagnetické polia. Magnetizovaná plazma, ktorá je obsiahnutá v oblasti vodíka, je dominantným stavom vo vesmíre ako celku.