Како раде магнети?

Магнет је сваки материјал који може произвести магнетно поље. Пошто било који покретни електрични набој генерише магнетно поље, електрони су ситни магнети. Ова електрична струја је један извор магнетизма. Међутим, електрони су у већини материјала насумично оријентисани, тако да има мало или никакво нето магнетно поље. Једноставно речено, електрони у магнету су усмерени на исти начин. То се природно дешава код многих јона, атома и материјала када се охладе, али није тако често на собној температури. Неки елементи (нпр. Гвожђе, кобалт и никл) су феромагнетски (могу се индуковати да се магнетишу у магнетном пољу) на собној температури. За ове елементи, електрични потенцијал је најмањи када се магнетни моменти валентних електрона ускладе. Многи други елементи су дијамагнетски. Непарни атоми у дијамагнетним материјалима стварају поље које магнет слабо одбија. Неки материјали уопште не реагују са магнетима.

Атомско магнетно диполе је извор магнетизма. На атомском нивоу магнетни диполи су углавном резултат две врсте кретања електрона. Постоји орбитално кретање електрона око језгра, које производи орбитални диполни магнетни момент. Друга компонента електронског магнетног момента је последица

instagram viewer
завртети диполни магнетни момент. Међутим, кретање електрона око језгра у ствари није орбита, нити је магнетни момент спиновог дипола повезан са стварним „спиновањем“ електрона. Непарни електрони углавном доприносе способности материјала да постане магнетна јер се магнетни момент електрона не може у потпуности отказати када постоје "чудни" електрони.

Протони и неутрони у језгру такође имају орбитални и спинални угаони момент и магнетне моменте. Нуклеарни магнетни момент је много слабији од електронског магнетног момента, јер иако је момент угла различит честице могу бити упоредиве, магнетни момент је обрнуто пропорционалан маси (маса електрона је много мања од масе протона или неутрон). Слабији нуклеарни магнетни тренутак одговоран је за нуклеарну магнетну резонанцу (НМР), која се користи за снимање магнетном резонанцом (МРИ).