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多くの人が磁石を当たり前のように思っています。それらは、物理学の研究所から、キャンプ旅行に使用されるコンパス、冷蔵庫に詰まったお土産まで、至る所にあります。一部の材料は、他の材料よりも磁気の影響を受けやすくなっています。永久磁石は常に安定した磁場を生成しますが、電磁石などの一部の種類の磁石はオンとオフを切り替えることができます。
ドメイン
すべての材料は磁区で構成されています。これらは、原子双極子を含む小さなポケットです。これらの双極子が一方向に整列すると、材料は磁気特性を示します。特に鉄は、双極子が簡単に整列する要素です。他の材料では、ダイポールはドメイン内で整列できますが、同じ材料の他のドメインに関してはできません。これらのドメインは、磁気力顕微鏡法と呼ばれるプロセスを使用して検出できます。材料が強い磁場に置かれると、そのドメインが整列し、材料自体が磁化されます。磁気を実現するために、すべてのドメインを揃える必要はありません。
電気
電流にさらすことは、磁区を整列させるもう1つの方法です。 2本のワイヤに電流が流れると、電流が同じ方向に流れると、それらの間に磁気吸引力が生じます。電流が反対方向の場合、ワイヤは互いに反発します。地球は、惑星の溶融コア内の電流によって生成される磁石ですが、米国航空宇宙局の科学者は、これらの電流の発生源を探し続けています。
強磁性
強磁性は、一部の金属、特に鉄、コバルト、ニッケルで発生する現象であり、金属が磁性になる原因となります。これらの金属の原子には不対電子があり、金属が十分に強い磁場にさらされると、これらの電子は互いに平行にスピンします。これが、鉄心が電磁石ソレノイドと変圧器巻線に使用される理由です。電流は、鉄心誘導磁気によって増幅される磁場を作成します。
キュリー温度
材料はキュリー温度より低い温度で磁性を保持します。この温度はさまざまな金属で異なり、磁区の長距離秩序が消失するポイントを表します。長距離秩序は、磁区を特定の方向に保持するものです。キュリー温度が高いほど、材料の磁区の方向を変えるためにより多くのエネルギーが必要になります。温度がキュリー温度を下回り、材料が磁場に置かれると、再び磁性になります。