자석의 원리는, 어떤 것인가요?
자석을 보면 간은 극끼리는 밀어내고 서로 다른 극끼리는 끌어당기는 힘이 있잖아요.
이런 자석의 원리는 어떤것인지, 알고 싶어요.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
자석의 원리는 원자핵과 전자의 스핀에 의해 발생합니다. 원자핵은 양전하를 띠고 있고, 전자는 음전하를 띠고 있습니다. 양전하와 음전하는 서로 반발하지만, 원자핵은 양전하가 매우 많기 때문에 전자는 원자핵에 잡혀 있습니다. 하지만, 전자는 원자핵 주위를 돌고 있기 때문에, 전자의 스핀은 원자핵의 스핀과 반대 방향으로 움직입니다. 이로 인해 원자는 자기장을 생성합니다
안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.
자석의 원리는 자기장과 자기력에 기반한 현상을 설명하는 것입니다. 자석은 자기장을 생성하고, 다른 자석이나 자기성을 가진 물체에 영향을 미칠 수 있습니다.
자석은 주로 특정한 물질인 자성물질로 만들어집니다. 자성물질은 자기원자라는 작은 자기 단위로 구성되어 있으며, 이 자기원자들이 서로 정렬되어 자기장을 생성합니다. 자기장은 자기력을 발생시키는데, 자기력은 자기장에 놓인 물체에 작용하여 그 물체를 이동시키거나 회전시킬 수 있습니다.
안녕하세요. 홍기윤 과학전문가입니다.
자석이 물체를 당기거나 밀치는 힘을 ‘자기력’이라 하고, 자기력이 미치는 공간을 ‘자기장’이라 합니다. 자기장은 전류에 의해 만들어집니다. 자석을 구성하는 원자 안의 전자 운동에 의해 전류가 생기기 때문이지요. 원자 속 전자의 운동은 전류를 만들고, 그 전류에 의해 자기장이 발생하는 것입니다. 이 때문에 자석은 같은 극끼리는 밀치는 ‘척력’을, 다른 극끼리는 당기는 ‘인력’을 갖게 됩니다.
그렇다면 모든 물질들이 원자로 이루어져 있는데도 대부분의 물질이 자석의 성질을 띠지 않는 까닭은 무엇일까요? 원자들 속의 전자의 운동에 의해 생기는 자기장들이 상쇄(서로 비겨 없어짐)되기 때문입니다. 한 원자 속의 전자 운동에 의해 발생한 자기장만큼 다른 원자 속 전자에 의해 자기장이 발생, 자기력을 잃게 되는 거죠.
바늘을 자석에 오래 문지르면 바늘도 자석의 성질을 띱니다. 바늘을 이루는 원자 속 전자들이 자석의 영향을 받아 자석의 성질을 갖게 되는 겁니다. 이를 철의 ‘자화(자석화)’라 합니다. 막대 자석은 철을 자화시킨 것이지요.
막대 자석을 절반으로 자르면 어떻게 될까요? 자석을 자르면 N극과 S극을 모두 가진 자석이 탄생합니다. 자석을 계속 잘라 물질을 구성하고 있는 원자 상태에 이른다 해도 N극과 S극을 모두 갖춘 자석이 만들어진답니다.
출처:조선일보
안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.
자석이 물체를 당기거나 밀치는 힘을 ‘자기력’이라 하고, 자기력이 미치는 공간을 ‘자기장’이라 합니다. 자기장은 전류에 의해 만들어집니다. 자석을 구성하는 원자 안의 전자 운동에 의해 전류가 생기기 때문이지요. 원자 속 전자의 운동은 전류를 만들고, 그 전류에 의해 자기장이 발생하는 것입니다. 이 때문에 자석은 같은 극끼리는 밀치는 ‘척력’을, 다른 극끼리는 당기는 ‘인력’을 갖게 됩니다.
그렇다면 모든 물질들이 원자로 이루어져 있는데도 대부분의 물질이 자석의 성질을 띠지 않는 까닭은 원자들 속의 전자의 운동에 의해 생기는 자기장들이 상쇄되기 때문입니다. 한 원자 속의 전자 운동에 의해 발생한 자기장만큼 다른 원자 속 전자에 의해 자기장이 발생, 자기력을 잃게 되는 거죠.
바늘을 자석에 오래 문지르면 바늘도 자석의 성질을 띱니다. 바늘을 이루는 원자 속 전자들이 자석의 영향을 받아 자석의 성질을 갖게 되는 겁니다. 이를 '철의 자석화’라 합니다. 막대 자석은 철을 자화시킨 것이지요.
안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
자석은 쇳가루나 쇠를 끌어 당기는 자기력을 지닌 물체를 자석이라고 합니다.
예로 부터 알려진 천연자석은 자철석을 함유한 암석인 자철석으로 만듭니다.
최근에는 영구자석 생산에는 바륨페라이트(산화물)로 자석을 만들고 있습니다.
순철은 자기력이 약해서 자석이라고 할수 없지만 밖에 코일을 감아 전류를 통하면, 전류가 흐르는 동안만은 강한 자기력을 내는 자석을 전자석이라고 합니다.
자기극에는 N극과 S극이 있는데 같은 극끼리는 밀어내고 다른 종류의 극끼리는 끌어 당깁니다.
두 극간의 힘은 거리제곱에 반비례하고 각자기극의 세기에 비례하는 (쿨롱의 법칙)을 따릅니다.
자기극의 세기와 두 극간 거리의 곱을 자기모멘트로 정의 합니다.
자기극은 같은 세기의 N극과 S극이 반드시 한 쌍으로 되어 있으므로, 자기극의 세기보다도 자기모멘트 쪽이 본질적인 물리량으로 생각된다. 이것이 두 자석간의 인력이 근접했을 때는 강하고 떨어지면 급속히 약해지는 것이 자석 입니다.
안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
자석은 자기력을 지닌 물체로, 말씀대로 다른 극끼리는 붙으려 하고, 같은 극끼리는 밀어냅니다.
이 현상은 자석을 구성하는 물질의 원자 내 전자의 운동이 전류를 만들어서 발생하는 것입니다.
원자 속 전자의 운동이 자기장을 만들어 같은 극끼리는 척력을, 반대 극끼리는 인력을 일으키는 것이죠.
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
자석의 원리는 자기장과 자기력에 기반합니다. 자석은 자기장을 생성하고 다른 자석이나 자기성을 갖는 물체에 영향을 미칩니다.
자석은 주로 철, 니켈, 코발트 등의 특정한 금속 물질인 자성물질로 만들어집니다. 이러한 자성물질은 그 분자 내에서 자기장을 생성하는 미세한 자기 도메인을 가지고 있습니다. 이 도메인은 서로 정렬되어 자기력을 만들어냅니다.
자석의 작동 원리는 주로 전자의 스핀과 전자의 운동에 기인합니다. 자석은 주로 두 가지 형태의 극을 가지고 있습니다: 북극과 남극. 이러한 극은 자석 내부에서 발생하는 마그네틱 필드로 인해 형성됩니다.
자석의 작동 원리는 다음과 같습니다:
전자의 스핀: 전자는 자기적인 스핀을 가지고 있습니다. 이 스핀은 마치 작은 자석처럼 작용합니다. 전자가 같은 방향으로 스핀되어 있을 때 자기적인 힘이 강화되고, 반대 방향으로 스핀되어 있을 때 약해집니다.
전자의 운동: 전자가 움직이면(전류가 흐르면), 주위의 공간에 자기장을 생성합니다. 이러한 자기장은 전류의 방향에 따라 극성을 가지게 됩니다.
자기 도메인: 자석 내부의 원자들은 작은 자기 도메인으로 묶여 있습니다. 도메인 내의 원자들은 서로 비슷한 방향으로 스핀되어 자기력을 형성합니다. 도메인들이 모여 자석의 전체적인 극을 형성하게 됩니다.
극성: 자석은 북극과 남극을 가지고 있습니다. 서로 다른 극끼리는 서로 끌어당기며 같은 극끼리는 서로 밀어냅니다. 이는 자기 도메인들이 강한 자기력을 가지며 상호 작용하기 때문입니다.
이러한 원리로 인해 자석은 자기장을 만들며 다른 물체에 영향을 미치게 됩니다. 이는 자석의 극성에 따라서 다른 물체와의 상호작용을 결정하게 되며, 우리가 일상적으로 경험하는 자석의 힘과 속성을 설명하는 기본 원리입니다.
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
자석의 원리는 주로 전자의 움직임과 관련이 있습니다. 자석은 전자가 움직이는 것에 의해 생성되는 자기장을 가지고 있습니다. 이 자기장은 자석의 극성에 따라 나타나며, 두 자석 사이에서 서로 상호작용하게 됩니다.
자석의 원리를 간단하게 설명하자면 다음과 같습니다:
전자의 스핀: 전자는 스핀이라고 불리는 특성을 가지고 있습니다. 스핀은 전자의 고유한 자기적 특성으로, 이것이 전자 주위에 자기장을 생성합니다.
자기 도메인: 자석 소재 내부에는 작은 영역들이 있는데, 이를 자기 도메인이라고 합니다. 각 자기 도메인은 자기장을 가지고 있으며 무작위로 배열되어 있는 경우 비자성이 될 수 있습니다. 그러나 외부에서 자기장을 가하는 경우, 이 도메인들이 일정한 방향으로 정렬되어 자성을 보이게 됩니다.
북극과 남극: 자석의 극성은 북극과 남극으로 나뉩니다. 서로 다른 극을 가지는 자석은 서로 끌어당기게 되고, 같은 극을 가지는 자석은 밀어내게 됩니다. 이는 자기 도메인들이 서로 정렬되어서 발생하는 현상으로 설명될 수 있습니다.
이러한 자기장과 극성에 기반한 상호작용으로 인해 자석은 물체들을 끌거나 밀어내는 힘을 발생시킵니다. 이러한 원리는 자석이 많은 곳에서 활용되는 기술과 장치의 기반을 이루고 있습니다.