Innehåll
Magneter lockar till sig många metallföremål, som järnfilmer, men de kan också stöta varandra. Vad många dock sällan märker är att många vardagliga föremål svagt avvisas av ett magnetfält. Anledningarna till varför magneter lockar vissa föremål och avvisar andra härrör från skillnader i molekylär och atomär struktur.
Snurra
Elektroner är subatomära partiklar som uppträder som miniatyrmagneter. De har en egenskap som heter spin och kan antingen snurras upp (+1/2) eller spin down (-1/2). Två elektroner i samma omloppsbana har alltid motsatta snurr, så när de är parade avbryter deras magnetfält. I metaller är situationen mer komplicerad, eftersom elektroner är delokaliserade eller delas mellan flera atomer, men i allmänhet kallas material av detta slag diamagnetiska, vilket betyder att de svagt avvisas av ett magnetfält.
Vanliga diamagnetiska material
De flesta material är diamagnetiska. Vatten, trä, människor, plast, grafit och gips är alla exempel på diamagnetiska material. Medan vi vanligtvis tänker på dessa material som icke-magnetiska, avvisar de (och avvisas av) ett magnetfält. Denna avvisning är extremt svag, så svag att i vardagen är det försumbar. Med ett starkt magnetfält är dock denna avstötning tillräcklig för att levite några små föremål och föremål. En forskare vid University of Manchester kunde levite en groda och en tomat - båda diamagnetiska föremål - med hjälp av ett kraftfullt magnetfält. Hans arbete vann honom ett Ig Nobelpris, en utmärkelse tillägnad dum vetenskap.
Andra magneter
De flesta föremål runt ditt hem avvisar svagt magneter, men såvida inte magnetfältet är mycket starkt, kommer du aldrig att märka effekten. För att verkligen slå tillbaka en magnet behöver du en annan magnet. Alla magneter har två poler, norr och söder. Precis som med elektriska laddningar är regeln att liknande laddningar stöter på medan motsatta laddningar lockar. En magnetisk sydpol lockas till en magnetisk nordpol, men norr mot norr eller söder på söder stöter varandra. Du kan få en känsla för hur detta fungerar om du försöker hålla två magneter ihop - i en riktning stöter de varandra, medan de i den andra lockar.
Lenzs lag
En annan typ av avstötning kan inträffa mellan en magnet och en trådspole. Mängden magnetfält som passerar genom en trådspole kallas magnetflödet. Varje gång det sker en förändring i flödet, inducerar det en ström vars magnetfält verkar i motsats till förändringen i flödet. Denna regel kallas Lenzs Law. Att flytta en trådspole in i ett magnetfält orsakar avstötning mellan trådspolen och magneten. Det är därför att flödet genom spolen ökar, så att en ström induceras i spolen. Från Lenzs lag vet vi att strömmen som induceras i spolen skapar ett magnetfält som motsätter sig ökningen av flöde, och därigenom skapar en avstötning mellan trådspolen och magneten från vilken fältet härstammar.