철과 같은 물질or물체의 자화는 어떻게 진행되나요?
안녕하세요.
자화곡선에 대해서 공부 하던 중 제목과 같은 내용을 수행했을 때 나타내는 관계곡선을 알게되었습니다.
외부 자계를 인가하면, 자화가 된다는 것도 알았습니다.
그렇다면 고가의 전문장비를 이용하여야만 물체가 자화되는지 궁금합니다.
그리고 자계를 인가할 때 자계를 육안으로 확인이 가능한가요?
그리고 이것이 자석을 만드는 과정인지도 궁금합니다.
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7개의 답변이 있어요!안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
철과 같은 물질은 자기장에 노출되면 자기화됩니다. 이것은 원자나 분자 내의 전자들이 자기장을 만들어내기 때문입니다.
철과 같은 물질은 원자핵 주위에 회전하는 전자들이 자전하고, 이 자전하는 전자들이 만들어내는 자기장이 있습니다. 이 자기장은 분자 수준에서 서로 상쇄되거나 강화되어서 전체 물질의 자기 성질을 결정합니다.
철과 같은 자성 물질이 자기장에 노출되면, 자기장을 받아들여서 물질 내부의 전자들이 회전 방향을 맞추고, 모든 회전 방향이 일치하도록 정렬됩니다. 이렇게 자기장을 받아들인 후에는, 자기장이 없어져도 전자들이 정렬된 방향을 유지하게 되어서 물질 자체가 자기장을 만들게 됩니다. 이를 자기화라고 합니다.
철과 같은 자성 물질은 자기화된 후에도 계속해서 자기장을 유지합니다. 이러한 성질은 자석을 만드는 데에 이용됩니다. 예를 들어, 철을 자석에 닿게 하면 자기장에 자기화되어서 자석의 자기장을 강화시키게 됩니다.
안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.자화곡선은 물체가 자기장에 노출될 때 그 물체의 자기화에 따라 나타나는 곡선을 말합니다. 자기장에 노출된 물체는 자기화되어 자기장을 생성하게 되는데, 이때 자기장의 크기와 방향이 물체의 자성과 관련이 있습니다.
물체가 자화되는 것은 전문적인 장비가 아니더라도 자연적으로 일어날 수 있습니다. 예를 들어, 일상적으로 사용하는 손전등의 자기구조체는 자화 가능한 물질로 만들어져 있어서, 손전등을 사용하면서 자기장에 노출되면 자기화되어 자기장을 생성합니다.
자계를 인가할 때 일반적으로 자계계를 이용하여 자기장의 크기와 방향을 측정합니다. 자기장의 크기와 방향은 육안으로 확인할 수 없지만, 자계계를 이용하면 정확하게 측정할 수 있습니다.
또한 자석을 만드는 과정은 자화와는 다릅니다. 자석은 자기성 물질을 특수한 방법으로 가공하여 자기장을 유지하는 물질입니다. 따라서 자화와 자석은 서로 다른 개념입니다
자화곡선이란 자성체가 자기장에서 어떤 특정한 과정을 거치면서, 자기력이 강해지는 곡선을 말합니다. 이 과정에서 자기체 내부의 자기구조가 재배열되며, 자기력이 증폭됩니다.
물체가 자화되기 위해서는 외부 자계가 필요합니다. 일반적으로는 전문장비를 사용하여 자계를 인가하지만, 간단한 경우에는 자석을 이용해도 가능합니다. 또한 자기체의 크기와 형태, 자기성분 등에 따라 자화되는 시간이나 자기력의 강도 등이 달라질 수 있습니다.
자화를 인가할 때 자기력의 증폭을 육안으로 확인하는 것은 어렵습니다. 하지만, 자화가 된 물체를 다시 자기장에서 측정하면, 측정된 자기력의 크기나 방향이 변화된 것을 확인할 수 있습니다.
물체를 자화하는 과정은 자석을 만드는 과정과 유사합니다. 자석은 자기체 내부의 전자가 재배열되면서 자기력이 증폭되는 과정을 거쳐 만들어지기 때문입니다.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
강한 자석이 약한 자석을 강제로 자화시킬수 있으므로 자기력에 변화가 있을수 있겠네요. 다만 그 것이 어느 정도인가가 문제이지...
일단 자기력선을 벡터로 합성해보면 강한 자석의 자화상태는 변화가 생기지 않을 겁니다.
하지만 약한 자석의 경우는 자화됩니다.
벡터로 합성해볼때 강한 자석을 향해 다른 극으로 자화가 진행되겠네요.
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물체가 자화되기 위해서는 전자와 원자핵들이 서로 정렬되어 일정한 방향을 가리키도록 해야 합니다. 이러한 정렬은 물체를 자기장에 노출시켜서 물체 내부의 전자와 원자핵이 자기장과 상호작용하여, 일정한 방향을 가리키도록 정렬시킵니다. 이러한 정렬로 인해, 물체는 자기장 내에서 특정한 방향으로 자기력을 발생시키게 되고, 이것이 자석화된 물체가 되는 것입니다.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
물체의 자화는 일반적으로 자기장이나 자기성이 있는 물질이 극성을 가지고 있는 경우에 발생합니다. 따라서, 고가의 전문장비가 아닌 간단한 자기장 생성기로도 자화를 유도할 수 있습니다. 예를 들어, 손전동 발전기나 간단한 전자회로를 이용한 소형 자기장 생성기 등을 이용할 수 있습니다.
자계를 인가할 때 자계를 육안으로 확인하는 것은 쉽지 않습니다. 일반적으로 자계를 검출하기 위해서는 자기장 감지기, 즉 자력계기(Low-Field NMR, Hall Sensor 등)를 이용합니다.
자화는 자석을 만드는 과정 중 하나입니다. 자화는 물질의 분자나 원자 내부에서 전자의 스핀 방향이 정렬되는 과정입니다. 자화된 물질은 외부 자기장에 노출될 때 다시 자기장을 발생시키며, 이러한 특성을 이용하여 다양한 자기장 기술과 제품에 활용됩니다.
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
1. 자석에 붙는 물체는 보통 쇠(철)이라고 부르지요.
자세히 보면 자석끼리도 잘 붙어요.
자석은 쇠가 아니지요?
보통 그냥 금속중에는 자석에 잘 붙는 물체가 철, 코발트, 니켈이 있어요.
이런 물체를 보통 강자성체라고 부르는데요.
강자성체에는 이것들 외에도 여러가지가 더 있어요.
대표적인 것이 자석이지요.
강자성체는 온도가 많이 올라가면 상자성체라고 하는 것으로 바뀌어요.
상자성체는 강자성체보다 자석에 붙으려고 하는 성질이 아주 약해요.
그 힘을 비교하자면 대개 10만배쯤 차이가 난다고 보시면 되요.
그래서 상자성체는 자석에 붙으려고 하는 힘은 있지만 실제로는 붙지 못하지요.
정밀한 기계를 이용해서 이 힘을 측정할 수 있어요.
보통 자석에 잘 안붙는 물체들은 모두 상자성체라고 보시면 됩니다.
(사실 세상에 자성체가 아닌 물체는 없지요.)
그러면, 자석에 가까이 가면 끌어당겨 지는 것이 아니고
반대로 밀려 나가는 것도 있을까요?
있어요. 이것들을 반자성체라고 하는데요.
자석에 가까이 가면 반대로 밀려나요. 그 힘은 아주 약해서 우리가 쉽게 알아차리지는
못해요. 우리 눈에 보일만큼 밀려나는 경우가 있어요.
초전도체라고 하는 건데요.
초전도체는 아주 낮은 온도에서는 완벽한 반자성체가 되어서요.
자석위에 떠 있기도 하지요.
(아마 어딘가에 자석위에 떠 있는 초전도체 그림이 있을 겁니다.
검색창에 초전도체라고 쳐 보세요.)
