자석은 어떻게 자성을 나타내나요?

Question

자석은 어떻게 자성을 나타내나요? 어떻게 만들어지길래 자성을 나타내는건가요. 그리고 어떤 원리로 철을 끌어당기는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.

자석이 자성을 나타내는 근본적인 이유는

전자들의 움직임에 있습니다

자석 내부의 원자들은 각각 자체적인 자기장을

갖는 전자들을 포함하고 있습니다

통상적으로 물질 속에서 이 전자들의 자기장은

랜덤한 방향으로 배열되어 있어서 서로 상쇄됩니다

하지만 자석에서는 많은 원자들의 자기 모멘트가

정렬되어 전체적으로 강한 단일 자기장을 형성합니다

이러한 정렬은 철과 같은 특정한 금속을

자기장에 놓았을 때 인위적으로 만들어질 수 있습니다

이 과정을 통해 만들어진 자석을 영구자석이라고 부르며

자기장을 통해 철과 같은 금속을 끌어당기는 성질을 가집니다

자석이 철을 끌어당기는 원리는 자석의 자기장이

철 원자 내의 자기 모멘트들을 정렬시켜 자석화합니다

이로 인해 자석과 철 사이에는 마치 두 자석 사이에서와

같은 끌어당김이 작용하게 됩니다

자석의 이러한 능력은 전자기학의 기본 법칙인

앙페르의 법칙과 자기작용 원리와 같은

원리들에 기초를 두고 있습니다

따라서 자석은 내부의 전자 배치 상태와

그로 인해서 생기는 전체적인 자기 모멘트의 정렬로 인해

자성을 나타내며 이는 철과 같은 자성 물질을 끌어당기는

근본 원인이 됩니다

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