מה ההבדל בין מגנטים מושכים ודוחים?

מגנטים מרתקים זה מכבר את האנושות ביכולת המסתורית שלהם להפעיל כוחות על עצמים סמוכים ללא כל מגע פיזי. תופעה זו מיוחסת לתכונה הבסיסית של מגנטים המכונהמַגנֶטִיוּת. אחד ההיבטים המסקרנים ביותר של מגנטיות הוא הדיכוטומיה בין כוחות משיכה ודחייה שמפגינים מגנטים. הבנת ההבדל בין שתי התופעות הללו כרוכה בהתעמקות בעולם המיקרוסקופי שלשדות מגנטייםוהתנהגותם של חלקיקים טעונים.

מְשִׁיכָה:

כאשר מקרבים שני מגנטים זה לזה כשהקטבים ההפוכים שלהם זה מול זה, הם מציגים את תופעת המשיכה. זה קורה בגלל היישור של התחומים המגנטיים בתוך המגנטים. תחומים מגנטיים הם אזורים מיקרוסקופיים שבהם מומנטים מגנטיים אטומיים מיושרים באותו כיוון. במשיכת מגנטים, הקטבים המנוגדים (צפון ודרום) פונים זה לזה, וכתוצאה מכך השדות המגנטיים מקיימים אינטראקציה באופן שמושך את המגנטים יחד. כוח משיכה זה הוא ביטוי לנטייה של מערכות מגנטיות לחפש מצב של אנרגיה נמוכה יותר, כאשר התחומים המגנטיים המיושרים תורמים ליציבות הכללית של המערכת.

דְחִיָה:

לעומת זאת, תופעת הדחייה מתרחשת כאשר כמו קטבים של מגנטים זה מול זה. בתרחיש זה, התחומים המגנטיים המיושרים מסודרים בצורה כזו שהם מתנגדים לאינטראקציה בין שני המגנטים. כוח הדחייה נובע מהטבע המובנה של שדות מגנטיים להתנגד זה לזה כאשר קטבים דומים נמצאים בקרבת מקום. התנהגות זו היא תוצאה של הניסיון להשיג מצב אנרגיה גבוה יותר על ידי מזעור היישור של מומנטים מגנטיים, שכן כוח הדחייה מונע מהתחומים המגנטיים להתיישר.

פרספקטיבה מיקרוסקופית:

ברמה המיקרוסקופית, ניתן להסביר את התנהגותם של מגנטים על ידי תנועתם של חלקיקים טעונים, במיוחד אלקטרונים. אלקטרונים, הנושאים מטען שלילי, נמצאים בתנועה מתמדת בתוך אטומים. תנועה זו יוצרת מומנט מגנטי זעיר הקשור לכל אלקטרון. בחומרים המפגינים פרומגנטיות, כמו ברזל, מומנטים מגנטיים אלו נוטים להתיישר באותו כיוון, וכתוצאה מכך מגנטיזציה כוללת של החומר.

כאשר מגנטים מושכים, המומנטים המגנטיים המיושרים מחזקים זה את זה, ויוצרים אפקט מצטבר שמושך את המגנטים זה לזה. מצד שני, כאשר מגנטים דוחים, המומנטים המגנטיים המיושרים מסודרים באופן שמתנגד להשפעה חיצונית, מה שמוביל לכוח שדוחף את המגנטים זה מזה.