磁石がさまざまな金属物体を引き付ける能力は、おそらく誰にでもよく知られています。医学や他の産業における磁石の使用は言うまでもありません。磁石はどのように機能し、鉄以外にどのような物質を引き付けますか?
磁石とは何ですか?
磁石はそれ自身の磁場を持つ物体です。磁石にはいくつかの形式があります。
- 永久 -1回の磁化でこの特性が維持される製品。磁石は、強度やその他のパラメータに応じて、いくつかの亜種に分けられます。
- 一時的 -定数の原理に基づいて動作しますが、それらが強い磁場にある場合のみです。たとえば、いわゆる軟鉄の製品(釘、ペーパークリップなど)。
- ソレノイド フレームの周りにしっかりと巻かれたワイヤーです。典型的には、そのような装置は鉄芯を備えている。電流がワイヤーを通過する場合にのみ機能します。
永久磁石は最も一般的で一般的です。その製造には、次の材料の組み合わせが最もよく使用されます。
- ネオジム鉄ホウ素;
- アルニコまたはUNDK合金(鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルト);
- コバルトサマリウム;
- フェライト(酸化鉄と他のフェリ磁性金属の化合物)。
どの磁石にも南極と北極があります。同じ極が反発し、反対の極が引き寄せられます。
興味深い事実:磁石はしばしば馬蹄形に作られます。これは、極が可能な限り互いに近くなるように行われます。したがって、金属のより大きな部分を引き付けることができる強力な磁場が作成されます。
なぜ磁石は特定の物質だけを引き付けるのですか?
その動作原理は、移動する電子を使用して磁場を作成することに基づいています。一般的に、電子は最も単純な磁石です。そして、動く荷電粒子は磁場を形成します。動く粒子が多く、その動きが1つの軸の周りで起こる場合、磁気特性を持つ物体が得られます。
では、なぜ磁石はすべての物質を引き寄せないのでしょうか?原子の構成には、原子核とその周りを周回する電子が含まれます。電子には、回転または軌道する特別なレベルがあります。このような各レベルでは、2つの電子が配置されます。さらに、それらは異なる方向に回転します。
しかし呼ばれる物質があります 強磁性体。一部の電子は対になっていない。したがって、それらのいくつかは同じ方向に回転することができます。これは、物質の各原子の周りに磁場を作成します。
通常、原子はランダムな順序です。この場合、フィールドは互いにバランスを取ります。しかし、すべての原子の磁場を一方向に向けると、磁石ができます。異なる金属や他の物質が引き付けられることは注目に値しますが、強磁性体よりはるかに弱いです。魅力を感じるには、非常に強力な磁石を使用する必要があります。
強磁性体には、鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウムなどの金属が含まれます。また、一部の金属合金および化合物は、同様の特性によって特徴付けられます。非金属起源の強磁性体の数はそれほど多くないか、これまでのところほとんど研究されていません。これらには、例えば、酸化クロムが含まれる。
磁化率は、特定の構造を持つ物質(主に金属)によって特徴付けられます。それらは強磁性体と呼ばれます-これらは原子の磁場が一方向に加算される物質です。鉄に加えて、コバルト、ニッケル、テルビウム、ガドリニウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウムは強磁性体に属します。また、磁石は特定の合金、さらには非金属物質、たとえば酸化クロムを引き付けます。