자석에서 N 극과 S 극은 어떻게 결정이되나요?

Question

학교에서 교구로 사용하는 지남철에는 파란색과 빨간색이 있는 서로다른 극이함께있습니다. 서로다른 두극이 어떤 원리로 나누어질까요?

Answer 1

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

자석은 큰 덩어리처럼 보이지만 구성하는 원자에 있는 전자가

공전(궤도운동)과 자전(스핀)을 하며 자기장을 발생시키고 있는 것입니다. 이 전자의 회전축에 의해 자석의 N극과 S극의 방향이 결정됩니다.

Answer 2

자석에 포함된 원자에 의해 N극과 S극이 결정됩니다.

원자를 확대해서 잘 보면 원자핵 주위로 전자가 돌고 있습니다.

그런데 이 전자도 스스로 자전을 하고 있고 이것을 전자의 스핀이라고 합니다.

이 스핀에 의해 자기력이 생기게 됩니다.

즉, 전자가 움직이는 것은 전류지만, 전자 자체가 움직이는 것은 자력을 만듭니다.

스핀은 위, 아래로 움직일 수 있고 이것이 N과 S로 나뉘게 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

자석의 자기력(자기장)을 만드는 것은 크게 2가지가 있습니다.

첫번째로 전자, 원자핵의 스핀에 의해 자기력이 발생될 수 있으며, 두번째로 전류의 흐름에 의해 자기력이 만들어질 수 있습니다.

보통 자석(완구, 교구, 막대자석, 말굽자석 등)의 경우는 스핀에 의해 발생된 자기력입니다. 물질 중에는 자화(스핀이 정렬하여 N극 S극을 띠는 것)가 영구적으로 돼있는 물질이 존재합니다. 이를 자석이라고 하죠. 그리고 자석이 될 수 있는 물질에 따라 자기력의 강도가 다르죠. 네이디뮴 자석의 경우 가장 강한 자기력을 갖는 자석입니다. 이 자석의 N극 S극이 붙어있으면 사람의 손으로 떼어내기 힘들죠. 그리고 다칠 위험도 있습니다.