تفاوت بین جذب و دفع آهنربا چیست؟

آهنرباها مدتهاست که بشر را با توانایی اسرارآمیز خود در اعمال نیرو بر روی اجسام مجاور بدون هیچ گونه تماس فیزیکی مجذوب کرده اند. این پدیده به ویژگی اساسی آهنرباها نسبت داده می شودمغناطیس. یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های مغناطیس، دوگانگی بین نیروهای جذبی و دفعی است که توسط آهن‌رباها نشان داده می‌شود. درک تفاوت بین این دو پدیده مستلزم کاوش در دنیای میکروسکوپی استمیدان های مغناطیسیو رفتار ذرات باردار

جاذبه:

هنگامی که دو آهنربا در حالی که قطب های مخالف آنها رو به روی یکدیگر قرار می گیرند، به یکدیگر نزدیک می شوند، پدیده جاذبه را نشان می دهند. این به دلیل همسویی حوزه های مغناطیسی درون آهنرباها اتفاق می افتد. حوزه های مغناطیسی نواحی میکروسکوپی هستند که گشتاورهای مغناطیسی اتمی در یک راستا قرار دارند. در جذب آهنربا، قطب های مخالف (شمال و جنوب) رو به روی هم قرار می گیرند و در نتیجه میدان های مغناطیسی به گونه ای برهم کنش می کنند که آهنرباها را به هم می کشد. این نیروی جاذبه تجلی گرایش سیستم های مغناطیسی به جستجوی حالتی با انرژی کمتر است، جایی که حوزه های مغناطیسی تراز شده به پایداری کلی سیستم کمک می کنند.

دافعه:

برعکس، پدیده دافعه زمانی اتفاق می‌افتد که مانند قطب‌های آهن‌ربا روبروی یکدیگر قرار گیرند. در این سناریو، حوزه های مغناطیسی تراز شده به گونه ای چیده شده اند که در برابر تعامل بین دو آهنربا مقاومت کنند. نیروی دافعه از ماهیت ذاتی میدان‌های مغناطیسی برای مقابله با یکدیگر در زمانی که قطب‌های مشابه در مجاورت هستند، ناشی می‌شود. این رفتار نتیجه تلاش برای دستیابی به یک حالت انرژی بالاتر با به حداقل رساندن هم ترازی گشتاورهای مغناطیسی است، زیرا نیروی دافعه از همسویی حوزه های مغناطیسی جلوگیری می کند.

دیدگاه میکروسکوپی:

در سطح میکروسکوپی، رفتار آهنرباها را می توان با حرکت ذرات باردار، به ویژه الکترون ها توضیح داد. الکترون ها که حامل بار منفی هستند، در اتم ها در حرکت ثابت هستند. این حرکت یک گشتاور مغناطیسی کوچک مرتبط با هر الکترون ایجاد می کند. در موادی که فرومغناطیس از خود نشان می دهند، مانند آهن، این گشتاورهای مغناطیسی تمایل دارند در یک جهت همسو شوند و در نتیجه مغناطیسی کلی ماده ایجاد شود.

هنگامی که آهنرباها جذب می شوند، گشتاورهای مغناطیسی هم تراز یکدیگر را تقویت می کنند و یک اثر تجمعی ایجاد می کنند که آهنرباها را به هم نزدیک می کند. از سوی دیگر، هنگامی که آهنرباها دفع می شوند، گشتاورهای مغناطیسی تراز شده به گونه ای مرتب می شوند که در برابر نفوذ خارجی مقاومت می کنند و منجر به نیرویی می شود که آهنرباها را از هم دور می کند.