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磁石はさまざまな方法で私たちの日常生活の一部です。ほとんどの人はおそらく冷蔵庫に取り付けられた明るい色の磁石を思い浮かべますが、磁石はそれよりもはるかに多様です。磁石は、科学、産業、日常生活で使用されています。自然に形成されたものもあれば、人工のものもあります。永続的なものもあれば、一時的なものもあります。
タイプ
天然磁石は、磁鉄鉱と呼ばれる鉄が豊富な鉱物に含まれています。地球自体は磁石です。しかし、今日使用されているほとんどの磁石は人工であり、特定の金属合金を処理して電荷が揃うように作成されています。人工磁石は一時的なものでも永久的なものでもかまいません。一時的な磁石は、鉄などの磁性金属をこするか、電磁石のコイルに電気を通すことで作成できます。
歴史
最も初期の磁石は、偶然発見された磁鉄鉱の破片でした。鉄と磁鉄鉱の小さな破片は、1,000年以上前に中国の船員によって基本的なコンパスに使用されていました。磁気の近代的な研究は、1600年代初頭のウィリアムギルバートの研究から始まりました。ウィリアムギルバートは、地球が磁気を示し、磁気は外部プロセスによって変化する可能性があると判断しました。
関数
すべての磁石は、同じ基本的な物理原理に基づいて機能します。磁石では、金属の原子はドメインと呼ばれるグループに配置されます。原子配列により、微細なドメインがそのスケールで磁石になります。ドメイン自体が整列して、より大きな磁石を作成します。磁性材料に熱を加えると、アライメントが安定したままになり、永久磁石が作成されます。
サイズと強度
磁石は、電子機器や製造で使用される小さな磁石から、物理学のサイクロトロン実験に使用される巨大な磁石まで、サイズが大きく異なります。これらの磁石の強度も大きく異なります。冷蔵庫に貼り付けるために使用されるような磁石は、通常、磁気誘導の単位であるテスラの約10分の1の強度を持っています。記録上最強の磁石である2001年に米国エネルギー省バークレー研究所で建設された電磁石は14.7テスラの強度を持ち、高速原子粒子の経路を曲げるために使用されました。
利点
磁石の主な実用的な用途の1つは、電気の生産です。電気が電磁石で磁気を生成できるように、発電機の磁石の動きで電気を生成できます。磁石は、特定の高速列車、コンピューター、電話、工場の機械、コンパスにも使用されます。