어렸을 때 자석을 가지고 많이 놀았던 기억이 있습니다.

Question

어렸을 때 자석을 가지고 많이 놀았던 기억이 있습니다.

그런데 자석에는 N극과 S극이 있습니다. 이 자석을 둘로 쪼개어 N극은 N극끼리 S극은 S극으로 나누려고 했는데 잘 안되더라고요. 자르면 거기에서 다시 N, S극이 다시 만들어 지는 것을 봅니다. 왜 자석을 잘라도 다시 N,S극이 다시 생성이 될까요?

Answer 1

안녕하세요. 박재민 과학전문가입니다.

자석은 자기장을 생성하는데, 이는 자석 내부의 원자들이 특정한 배열을 가지고 있기 때문입니다. 원자들은 자기적으로 정렬되어 있어서, 전체 자석이 N극(북극)과 S극(남극)으로 나눠지게 됩니다. 이때, 자석을 자르면 N극과 S극이 둘로 나뉘는 것이 아니라, 원래의 자석에서 작은 자석 조각들이 생성될 수 있습니다.

예를 들어, 하나의 자석 막대를 가정해보겠습니다. 이 막대의 한쪽 끝이 N극이고, 다른 한쪽 끝이 S극인 상태입니다. 이때, 막대를 가운데에서 자르게 되면, 두 개의 작은 자석 조각이 생성됩니다. 이 작은 조각들은 각각 N극과 S극을 가지며, 원래의 자석과 비슷한 성질을 나타낼 수 있습니다.

이렇게 작은 자석 조각들이 생성되는 것은, 자석이 부서지거나 자르는 과정에서는 새로운 N극과 S극이 생기는 것이 아니라, 원래의 자석의 형태를 따라 조각들이 형성되기 때문입니다. 즉, 자석을 자를 경우에는 N극과 S극이 새로 생기는 것이 아니라, 원래의 자석이 작은 조각들로 나눠지는 것입니다.

이러한 현상은 자석이 원자들의 자기적인 배열과 성질에 의해 형성되기 때문입니다. 원자들은 자기장을 생성하고, 그 정렬된 배열이 자석의 N극과 S극을 형성하게 됩니다. 따라서 자석을 자를 경우에는 작은 조각들이 생성되어 각각의 조각이 N극과 S극을 가지게 되는 것이지, N극과 S극이 새로 생기는 것은 아닙니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 과학전문가입니다.

N극과 S극으로 구성되어있는 자석은 부시거나 잘라도 극별로 나누어 지지 않고 다시 N극과 S극으로 분리가 됩니다. 그 이유는 자석을 구성하는 원자들 각각이가 모두 자석으로 구성되어 있기 때문입니다. 그렇기에 자석을 다시 자른다고 해도 원자 하나하나가 N극과 S극을 가지고 있게되고, 자른 자석은 다시 극 별로 구분되게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

자석을 분자나원자단위까지 들여다보면, 자석단위체자체도 분극이 되어있습니다. 이러한 분극이 더 잘게 균일하게 되어있을 수 록 잘라도잘라도 극성이 계속 유지되어있습니다.

Answer 4

자석은 전자의 스핀(spin)에 의한 자기적인 성질을 가진 원자나 분자의 집합체입니다. 자석의 N극과 S극은 서로 다른 방향을 가진 자기장을 생성합니다.

자석을 잘라서 나누면 각각의 조각에서도 여전히 전자의 스핀에 의한 자기적인 성질이 유지되기 때문에, 각각의 조각에서도 N극과 S극이 여전히 존재하게 됩니다. 이는 자석의 기본적인 물리학적 성질에 기인합니다.

자석은 자기장을 생성하는 분자들이 일정한 방향으로 정렬되어 있는데, 자석을 둘로 쪼갠다는 것은 이 분자들이 서로를 떼어내는 것과 같습니다. 하지만 분자들은 서로에게서 떼어나더라도 여전히 자기적인 성질을 가지고 있기 때문에, 잘라도 다시 N극과 S극이 생성되는 것입니다.

따라서, 자석을 잘라도 각각의 작은 조각에서도 N극과 S극이 다시 생성되는 것은, 자석의 자기적인 성질이 분자나 원자 수준에서 형성되기 때문입니다.

Answer 5

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

간단하게 말하면 자석이 일으키는 자기장은 분자단위에서 일어나는 것이기 때문입니다. 즉, 자석의 분자 하나하나가 자석인 것이지요. 자석이 온전할때에는 각각 분자의 N, S극이 자신의 앞뒤에 있는 다른 분자들의 극에 의해 상쇄됩니다. 그러나 자석이 절단된다면 그 절단면에 있는 분자들의 극이 더이상 상쇄되지 않으므로 자석의 잘린 부분도 자석으로 되는 것이지요.

Answer 6

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.자석은 그 분자 구조와 내부의 전자 스핀 방향에 의해 자기장을 가지게 됩니다. 자석이 자기장을 가지는 원리는 전자의 스핀이 자기장을 가리키도록 정렬되어 있기 때문입니다.

자석이 자기장을 가지고 있는 것은 전자의 스핀 방향이 모두 일정한 방향으로 정렬되어 있는 것입니다. 자석을 자르게 되면 이러한 전자의 스핀 방향이 깨져버리게 되지만, 깨진 부분의 주변 분자 구조가 다시 균일하게 정렬됨에 따라 그 주변의 전자들은 다시 정렬됩니다.

이러한 과정에서 균일한 전자 정렬 상태로 돌아가는데, 이는 새로운 N극과 S극이 다시 생성되는 원리입니다. 즉, 자석을 자르면 N극과 S극을 나타내는 새로운 자기장이 생성되며, 자석이 원래 가지고 있던 자기장과 방향이 다를 수 있지만, 그 자체로 자기장을 가지는 새로운 자석이 생성되는 것입니다.

Answer 7

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

쉽게 생각해보시면 애초 자석내에 수많은 자석들이 뭉쳐있다고 생각하시면 됩니다.

→ 수많은 자석이 모여 하나의 S극, N극을 가졌었다 생각하시면 도움됩니다.

그래서, 이 자석을 자르게 되면 또 하나의 자석이 되는것으로 이해하시면 되겠습니다.

감사하니다.

Answer 8

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

자석의 극성은 자석이라는 제품의 특성이 아니기 때문입니다.

자석을 이루고 있는 분자 하나하나의 특성입니다. 분자의 극성이 정렬되며 자성의 방향을 띄게 되는 것이죠.

그 때문에 잘려진 자석은 잘려진 조각 하나하나가 다시 분자의 극성이 정렬되며 N극과 S극이 생기게 됩니다.

따라서 분자 단위까지 쪼개지지 않는이상 자석은 조각 하나하나가 S극와 N극을 가질 수 밖에 없는 것입니다.

Answer 9

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

아시겠지만, 자석이 가지는 힘을 자기력 이라고 말합니다.

이 자기력에는 N극과 S극이 있고, 모든 자석이 N극과 S극을 동시에 갖게됩니다.

자석을 아무리 자르고 잘라도 N극과 S극은 계속 존재 합니다.

Answer 10

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

자석은 분자 내부에 있는 전자의 스핀 방향이 일치하도록 배열되어 있습니다. 이 스핀 방향이 일치하면 자석이 생성됩니다. 이렇게 스핀 방향이 일치하는 전자를 가진 분자들이 모여 자석이 형성되는 것입니다.

자석을 자르면, 분자들이 두 조각으로 나뉘게 됩니다. 그러나, 각각의 조각 내부에서는 여전히 전자의 스핀 방향이 일치하도록 배열되어 있습니다. 따라서, 자석을 자르면 여전히 각각의 조각에서 N극과 S극이 생성되게 됩니다.

즉, 자석을 자르면 분자들이 두 조각으로 나뉘지만, 각각의 조각 내부에서는 여전히 전자의 스핀 방향이 일치하게 되므로 N극과 S극이 생성되게 됩니다. 이러한 이유로 자석을 자르면 N극과 S극이 다시 생성되는 것입니다.