تفاوت بین جذب و دفع آهنربا چیست؟

آهنرباها مدت‌هاست که بشریت را با توانایی مرموز خود در اعمال نیرو بر اشیاء نزدیک بدون هیچ گونه تماس فیزیکی مجذوب خود کرده‌اند. این پدیده به خاصیت اساسی آهنرباها که به عنوان ... شناخته می‌شود، نسبت داده می‌شود.مغناطیسیکی از جذاب‌ترین جنبه‌های مغناطیس، دوگانگی بین نیروهای جذب و دفع آهنرباها است. درک تفاوت بین این دو پدیده مستلزم کاوش در دنیای میکروسکوپی ...میدان‌های مغناطیسیو رفتار ذرات باردار.

جاذبه:

وقتی دو آهنربا به یکدیگر نزدیک می‌شوند و قطب‌های مخالف آنها رو به روی هم قرار می‌گیرند، پدیده جاذبه را از خود نشان می‌دهند. این امر به دلیل هم‌ترازی حوزه‌های مغناطیسی درون آهنرباها رخ می‌دهد. حوزه‌های مغناطیسی، نواحی میکروسکوپی هستند که در آنها گشتاورهای مغناطیسی اتمی در یک جهت هم‌تراز می‌شوند. در جذب آهنرباها، قطب‌های مخالف (شمال و جنوب) رو به روی هم قرار می‌گیرند و در نتیجه میدان‌های مغناطیسی به گونه‌ای با هم تعامل می‌کنند که آهنرباها را به سمت یکدیگر می‌کشند. این نیروی جاذبه، نمودی از تمایل سیستم‌های مغناطیسی به دنبال کردن حالتی با انرژی پایین‌تر است، جایی که حوزه‌های مغناطیسی هم‌تراز به پایداری کلی سیستم کمک می‌کنند.

دافعه:

برعکس، پدیده دافعه زمانی رخ می‌دهد که قطب‌های همنام آهنرباها رو به روی یکدیگر قرار گیرند. در این سناریو، حوزه‌های مغناطیسی هم‌تراز به گونه‌ای چیده شده‌اند که در برابر برهمکنش بین دو آهنربا مقاومت می‌کنند. نیروی دافعه از ماهیت ذاتی میدان‌های مغناطیسی ناشی می‌شود که وقتی قطب‌های همنام در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند، با یکدیگر مخالفت می‌کنند. این رفتار نتیجه تلاش برای دستیابی به حالت انرژی بالاتر با به حداقل رساندن هم‌ترازی گشتاورهای مغناطیسی است، زیرا نیروی دافعه مانع از هم‌ترازی حوزه‌های مغناطیسی می‌شود.

دیدگاه میکروسکوپی:

در سطح میکروسکوپی، رفتار آهنرباها را می‌توان با حرکت ذرات باردار، به ویژه الکترون‌ها، توضیح داد. الکترون‌ها که بار منفی دارند، در اتم‌ها در حرکت مداوم هستند. این حرکت یک گشتاور مغناطیسی کوچک مرتبط با هر الکترون ایجاد می‌کند. در موادی که فرومغناطیس از خود نشان می‌دهند، مانند آهن، این گشتاورهای مغناطیسی تمایل دارند در یک جهت همسو شوند و در نتیجه باعث مغناطش کلی ماده می‌شوند.

وقتی آهنرباها یکدیگر را جذب می‌کنند، گشتاورهای مغناطیسی همسو یکدیگر را تقویت می‌کنند و یک اثر تجمعی ایجاد می‌کنند که آهنرباها را به سمت یکدیگر می‌کشد. از سوی دیگر، وقتی آهنرباها یکدیگر را دفع می‌کنند، گشتاورهای مغناطیسی همسو به گونه‌ای مرتب می‌شوند که در برابر نفوذ خارجی مقاومت می‌کنند و منجر به نیرویی می‌شوند که آهنرباها را از هم دور می‌کند.