Hur fungerar ett Atom Gör en magnet Stick

? Alla tar för givet de osynliga krafter omkring dem , utan att fråga. Gravity , strålning och elektromagnetism är alla viktiga för liv , men få människor kan beskriva dem med auktoritet . Även om populärkultur förvandlade texterna " Miracles " från ICP i en kör skämt på internet , raden " magneter , hur fungerar de ? " är en fråga som forskarna bara kan göra gissningar för att svara . Till och med deras teorier , är en enda atom i sig inte tillräckligt för att göra en magnet fastnar på en yta , men det är viktigt att processen . Webers teori

I mitten av 1800-talet en forskare vid namn Wilhelm Weber kom upp med en magnetisk teori som fortfarande är populär i dag . Enligt hans uppfattning , den snurrande elektroner i en atom skapar ett elektromagnetiskt fält , vilket gör alla molekyler som små magneter som anpassas med summan av alla magnetiska moment i varje atom . I icke- magnetiserade ämnen, molekylerna inte är i linje , men i magnetiska och kära , molekylerna bildar in i strukturer som ansluter sig längs en enda magnetisk axel . Detta delade magnetiska axel är det som ger dess förmåga att fästa sig till andra magnetiska ytor .
Domain Theory

Medan Domain teori utvecklades 1906 , det är fortfarande anses vara en giltig förklaring av hur magneter fungerar ( även om det har uppdaterats med moderna förståelsen av atomteorin) . I denna teori , är en atom ensam bara en del av en gemenskap av elektromagnetiska partiklar . När de utsätts för en närliggande magnetfält , dessa grupper organisera sig i magnetiskt - inriktade domäner . Varje domän försöker balansera två motsatta krafter för att minimera den totala energin i systemet - den interna sammanhållning på domänen och krafterna mellan de olika domänerna . Förmågan av domäner bildas i andra närliggande ferromagnetiska ytor skapar en mekanism för attraktion som gör att magneten att hålla .
Quantum Theory

Quantum Theory beskriver magnetism genom att titta på interaktionen av elektronerna i de yttre skalen hos atomer. Paulis Uteslutning Principen kräver att elektroner med en spin värde måste para ihop med någon av det motsatta spinn för att skapa stabilitet . Om elektroner är balanserade (dvs innehållande ett lika stort antal motsatta spinn ) då materialet inte är magnetiska. Om den yttre nivån för elektronskalet innehåller en oparad elektron , kommer det att skapa en netto magnetfält. Vid korta avstånd , lusten av en elektron för att hitta en partner av motsatt spinn skapar en attraktiv kraft som överstiger den elektriska kraften .
Slutsats

Medan Quantum Theory ( paras ihop med andra teorier om magnetism ) , skapar en tillräcklig förklaring till det som sker för att producera den attraktiva kraft som gör att en magnet för att hålla sig till en yta , det finns ingen allmänt accepterad syn på hur magneter fungerar . Och eftersom de mekanismer som forskarna använder för att skildra dessa krafter är fortfarande än så länge oprövad , det finns inget sätt att helt säga att någon av de nuvarande åsikter inte kommer att förändras vetenskapen avslöjar mer om hur atomer fungerar . I slutändan får du valet av att lita på en kvalificerad gissning eller väntar på ett bättre svar . Addera