Kuo skiriasi magnetai, traukiantys ir atstumiantys?

Magnetai jau seniai žavėjo žmoniją savo paslaptingu gebėjimu be jokio fizinio kontakto nukreipti jėgas į šalia esančius objektus. Šis reiškinys priskiriamas pagrindinei magnetų savybei, vadinamaimagnetizmas. Vienas iš labiausiai intriguojančių magnetizmo aspektų yra dichotomija tarp traukiančių ir atstumiančių jėgų, kurias rodo magnetai. Norint suprasti skirtumą tarp šių dviejų reiškinių, reikia gilintis į mikroskopinį pasaulįmagnetiniai laukaiir įkrautų dalelių elgseną.

Atrakcija:

Kai du magnetai priartinami vienas prie kito, o jų priešingi poliai yra vienas priešais kitą, jie parodo traukos reiškinį. Taip atsitinka dėl magnetinių domenų išlyginimo magnetuose. Magnetiniai domenai yra mikroskopinės sritys, kuriose atominiai magnetiniai momentai yra išdėstyti ta pačia kryptimi. Pritraukdami magnetus, priešingi poliai (šiaurės ir pietų) susiduria vienas su kitu, todėl magnetiniai laukai sąveikauja taip, kad magnetai sutraukiami kartu. Ši patraukli jėga yra magnetinių sistemų tendencijos siekti mažesnės energijos būsenos, kai suderinti magnetiniai domenai prisideda prie bendro sistemos stabilumo, pasireiškimas.

Atstūmimas:

Atvirkščiai, atstūmimo reiškinys įvyksta, kai panašūs magnetų poliai susiduria vienas su kitu. Pagal šį scenarijų suderinti magnetiniai domenai yra išdėstyti taip, kad jie priešintųsi dviejų magnetų sąveikai. Atstumiamoji jėga atsiranda dėl įgimtos magnetinių laukų prigimties priešintis vienas kitam, kai panašūs poliai yra arti. Toks elgesys yra bandymo pasiekti didesnę energijos būseną, sumažinant magnetinių momentų derinimą, pasekmė, nes atstūmimo jėga neleidžia magnetiniams domenams išsilyginti.

Mikroskopinė perspektyva:

Mikroskopiniu lygmeniu magnetų elgesį galima paaiškinti įkrautų dalelių, ypač elektronų, judėjimu. Elektronai, turintys neigiamą krūvį, atomų viduje nuolat juda. Šis judėjimas sukuria mažą magnetinį momentą, susijusį su kiekvienu elektronu. Feromagnetizmą turinčiose medžiagose, tokiose kaip geležis, šie magnetiniai momentai yra linkę išsilyginti ta pačia kryptimi, todėl medžiaga apskritai įmagnetinama.

Kai magnetai traukia, suderinti magnetiniai momentai sustiprina vienas kitą, sukurdami kumuliacinį efektą, kuris sutraukia magnetus. Kita vertus, kai magnetai atstumia, suderinti magnetiniai momentai yra išdėstyti taip, kad būtų atsparūs išoriniam poveikiui, todėl atsiranda jėga, kuri stumia magnetus.