基本
* 磁気は移動料金から生じます: 充電された粒子である電子は、移動するときに磁場を作成します。
* スピン角運動量: 電子には、「スピン」と呼ばれる固有の特性があり、これは小さな磁気双極子のように機能します。それらは回転し、磁場を生成します。
材料を磁石に変換
磁石を作成する主な方法は2つあります。
1。強磁性: これは最も一般的なタイプの磁気です。 これがどのように機能しますか:
* アライメントスピン: ほとんどの材料では、電子スピンがランダムに配向され、磁気効果がキャンセルされます。
* 外部フィールドを介したアライメント: 外部磁場が強磁性材料(鉄など)に適用されると、電子スピンが同じ方向に整列します。これにより、強力な磁場が作成されます。
* ドメイン: 強磁性材料は、「ドメイン」と呼ばれる小さな領域で作られており、スピンはすでに整列しています。外部フィールドにより、これらのドメインは互いに成長して整列し、より大きな磁場になります。
* 永久磁石: 外部フィールドが削除されると、アラインされたスピンがアライメントのままで、永久磁石が作成されます。
2。電磁気:
* 電流フロー: 電子がワイヤー(つまり、電流)を通ると、ワイヤの周りに磁場が作成されます。
* 電磁石: ワイヤーをコア材料(鉄など)に包み、電流を通過させることにより、電磁石を作成します。これは一時的な磁石であり、その強度はそれを流れる電流に依存します。
キーポイント
* すべての材料が磁気ではない: 対応のない電子を持つ材料のみが磁気になります。これは、ペアの電子が磁気効果をキャンセルする反対のスピンを持っているためです。
* 磁石の強度: 磁石の強度は、アライメントされたスピンの数と外部フィールドの強度に依存します。
* 温度: 熱は、スピンのアライメントを破壊し、磁石を弱めたり破壊したりする可能性があります。
例:
* 鉄、ニッケル、コバルト: これらは、磁石で使用される一般的な強磁性材料です。
* 電磁石: モーター、発電機、磁気共鳴イメージング(MRI)マシンで使用されます。
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