פריטים הדוחים מגנטים

תוֹכֶן

• סיבוב
• חומרים דיאמגנטיים נפוצים
• מגנטים אחרים
• חוק לנז

מגנטים מושכים פריטי מתכת רבים, כמו סיגי ברזל, אך הם יכולים גם להדוף זה את זה. עם זאת, מה שרבים לעיתים רחוקות לשים לב הוא שהרבה מאוד פריטים יומיומיים מודחים בשדה מגנטי. הסיבות לכך שמגנטים מושכים פריטים מסוימים ודוחים אחרים נובעים מהבדלים במבנה המולקולרי והאטומי.

סיבוב

אלקטרונים הם חלקיקים תת אטומיים שמתנהגים כמו מגנטים זעירים. יש להם מאפיין שנקרא ספין ויכול להיות ספין כלפי מעלה (+1/2) או ספין למטה (-1/2). לשני אלקטרונים באותו מסלול יש תמיד ספינים הפוכים, ולכן כאשר הם מזווגים, השדות המגנטיים שלהם מבטלים. במתכות המצב מסובך יותר, מכיוון שאלקטרונים ממוקמים מחדש, או משותפים בין אטומים מרובים, אך באופן כללי, חומרים מסוג זה נקראים דיאמגנטיים, כלומר הם דוחים חלש על ידי שדה מגנטי.

חומרים דיאמגנטיים נפוצים

רוב החומרים יהלומים מגנטיים. מים, עץ, אנשים, פלסטיק, גרפיט וטיח הם כולם דוגמאות לחומרים יהלומים. בעוד שאנחנו בדרך כלל חושבים על חומרים אלה כאל לא מגנטיים, הם למעשה דוחים (ונמנעים על ידי) שדה מגנטי. הדחה זו חלשה ביותר, כה חלשה שבחיי היומיום, היא זניחה. עם זאת שדה מגנטי חזק, די בהדחה זו בכדי לרחף כמה פריטים וחפצים קטנים. מדען אחד מאוניברסיטת מנצ'סטר הצליח לרחף צפרדע ועגבנייה - שניהם חפצים יהלומים - באמצעות שדה מגנטי רב עוצמה. עבודותיו זכו בו בפרס Ig נובל, פרס שהוקדש למדע מטופש.

מגנטים אחרים

מרבית הפריטים סביב ביתך דוחים מגנטים בצורה חלשה, אך אלא אם כן השדה המגנטי חזק מאוד, לעולם לא תבחין בהשפעה. בכדי להדוף מגנט באמת צריך מגנט אחר. לכל המגנטים שני קטבים, צפון ודרום. בדיוק כמו במטענים חשמליים, הכלל הוא שמטענים דומים דוחים בזמן שמטענים הפוכים מושכים. קוטב דרומי מגנטי נמשך לקוטב צפוני מגנטי, אך צפון על צפון או דרום מדרום דוחים זה את זה. אתה יכול לקבל תחושה כיצד זה עובד אם אתה מנסה להחזיק שני מגנטים יחד - באוריינטציה אחת הם דוחים זה את זה, ואילו בשני הם מושכים.

חוק לנז

הדחה מסוג אחר יכולה להתרחש בין מגנט לסליל חוט. כמות השדה המגנטי העוברת בסליל תיל נקראת השטף המגנטי. בכל פעם שיש שינוי בשטף, הוא גורם לזרם שהשדה המגנטי שלו פועל בניגוד לשינוי השטף. כלל זה נקרא חוק Lenzs. העברת סליל חוט לשדה מגנטי גורמת לדחייה בין סליל החוט למגנט. זה בגלל שהשטף דרך הסליל הולך וגובר, כך שזרם נוצר בסליל. מחוק Lenzs אנו יודעים שהזרם המושרה בסליל יוצר שדה מגנטי המתנגד לעלייה בשטף ובכך נוצר דחיה בין סליל החוט והמגנט ממנו נובעת השדה.