แม่เหล็กดูดอะไรบ้าง?

แม่เหล็กมีอยู่ทุกที่ แต่คนส่วนใหญ่มักไม่รู้ว่าพวกมันติดกับอะไรจริงๆ ถ้าเคยสับสนว่าทำไมบางสิ่งถูกดูดด้วยแม่เหล็กและบางสิ่งไม่ใช่ คุณไม่ได้อยู่คนเดียว

แม่เหล็กดูดวัตถุที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น เหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์ วัสดุเหล่านี้มีโดเมนแม่เหล็กที่เรียงตัวในแนวเดียวกันเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็ก

แม่เหล็กดูดอะไร

แม่เหล็กอาจดูเรียบง่าย แต่เบื้องหลังวิทยาศาสตร์เต็มไปด้วยความประหลาดใจ มาดูกันให้ละเอียดขึ้นว่าอะไรทำให้สิ่งของเป็นแม่เหล็กและสำรวจเหตุผลเบื้องหลังแรงเหล่านี้ที่มองไม่เห็น

อะไรเป็นสาเหตุให้แม่เหล็กดูดและผลัก?

แม่เหล็กสามารถดูดและผลักได้ แต่ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น? คนส่วนใหญ่มองแค่แม่เหล็กติดกับโลหะ แต่แรงที่ทำงานอยู่ลึกกว่านั้นมาก

แม่เหล็กดูดเมื่อขั้วตรงข้ามมาชนกันและผลักเมื่อขั้วเหมือนกันเผชิญกัน พฤติกรรมนี้เกิดจากทิศทางของสนามแม่เหล็กที่พวกมันสร้างขึ้น

ปฏิสัมพันธ์ของสนามแม่เหล็ก

แม่เหล็กแต่ละอันมีขั้วสองขั้ว: เหนือและใต้ เมื่อวางขั้วเหนือใกล้กับขั้วใต้ เส้นสนามแม่เหล็กจะไหลอย่างราบรื่นจากหนึ่งไปยังอีกหนึ่ง ซึ่งสร้างแรงดูด เมื่อขั้วเหนือสองขั้ว (หรือขั้วใต้สองขั้ว) เผชิญกัน เส้นสนามแม่เหล็กจะปะทะกันและผลักออกไป

แรงดันนี้เกิดขึ้นเพราะสนามแม่เหล็กมีทิศทาง พวกมันสร้างแรงที่ขึ้นอยู่กับการซ้อนทับของสนาม คุณสามารถทดสอบได้โดยพลิกแม่เหล็กแท่งเล็กใกล้กับอีกอันหนึ่งและสังเกตว่ามันจะติดกันหรือกระโดดออกไปอย่างไร

วิทยาศาสตร์เบื้องหลังมัน

แรงนี้มาจากอิเล็กตรอนภายในอะตอม ในวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า อิเล็กตรอนจำนวนมากหมุนในทิศทางเดียวกัน ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กสุทธิ เมื่อสนามภายในเหล่านี้เรียงตัวกันระหว่างแม่เหล็กสองอัน พวกมันจะดูดหรือผลักกันตามทิศทางของการจัดเรียง

ความเข้าใจในเรื่องนี้ช่วยในการออกแบบมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ล็อคแม่เหล็ก และอื่นๆ ระบบแม่เหล็กทุกระบบใช้หลักการนี้ในบางรูปแบบ

ทำไมแม่เหล็กดูดเหล็ก?

เหล็กดูเหมือนจะชอบแม่เหล็ก แต่ทำไมมันถึงทำเช่นนั้น ในขณะที่โลหะอื่นๆ เช่น ทองแดงหรือทองคำไม่ตอบสนองเลย?

แม่เหล็กดูดเหล็กเพราะอะตอมของมันมีอิเล็กตรอนที่ไม่ได้จับคู่ ซึ่งสนามแม่เหล็กของมันสามารถเรียงตัวกับแม่เหล็กภายนอกได้ การเรียงตัวนี้สร้างแรงดูดแม่เหล็กที่แข็งแรง

ทำไมเหล็กตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก

เหล็กเป็นวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งหมายความว่าโครงสร้างภายในของมันสนับสนุนบริเวณที่เรียกว่าดีมอนแม่เหล็ก ในชิ้นเหล็กที่ไม่ได้ถูกแม่เหล็กดูดดีมอนจะชี้ไปในทิศทางต่างๆ และยกเลิกกัน เมื่อแม่เหล็กเข้ามาใกล้ ดีมอนจะเรียงตัวตามแนวสนามแม่เหล็กภายนอก

การเรียงตัวนี้ทำให้เกิดแรงดูดที่แข็งแรง นั่นคือเหตุผลที่ตะปูเหล็ก คลิปหนีบกระดาษ และเครื่องมือเหล็กสามารถติดกับแม่เหล็กได้ ยิ่งดีมอนเรียงตัวกันมากเท่าไหร่ แรงก็จะยิ่งแข็งแรงขึ้น

นิกเกิลและโคบอลต์มีพฤติกรรมคล้ายกัน แต่โลหะอื่นๆ เช่น อลูมิเนียมหรือทองแดงมีการจัดเรียงอิเล็กตรอนแตกต่างกัน ดีมอนของพวกมันจึงไม่เรียงตัวในแบบที่เป็นประโยชน์ ทำให้พวกมันไม่ถูกดูดด้วยแม่เหล็ก

ตัวอย่างในชีวิตประจำวัน

• ประตูตู้เย็น (เหล็ก)
• ไขควงและประแจ
• ตัวล็อกเครื่องประดับ (บางชนิด)
• ส่วนประกอบฮาร์ดไดรฟ์คอมพิวเตอร์

ทั้งหมดนี้มีส่วนประกอบของเหล็กหรือโลหะผสมที่มีเหล็กเป็นหลัก ทำให้ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก คุณสมบัตินี้มีประโยชน์ในการรีไซเคิล โดยแม่เหล็กจะแยกวัสดุที่มีเหล็กออกจากขยะอื่นๆ

บทสรุป

แม่เหล็กดึงดูดวัสดุเช่น เหล็ก นิกเกิล และโคบอลต์ เนื่องจากโครงสร้างอะตอมของมัน โลหะทุกชนิดไม่ได้มีคุณสมบัติเป็นแม่เหล็ก แต่โลหะที่มีคุณสมบัติดังกล่าวมีบทบาทสำคัญในชีวิตประจำวัน