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I magneti attirano molti oggetti metallici, come la limatura di ferro, ma possono anche respingersi a vicenda. Ciò che molte persone notano di rado, tuttavia, è che molti oggetti di uso quotidiano sono debolmente respinti da un campo magnetico. Le ragioni per cui i magneti attirano alcuni oggetti e respingono altri derivano da differenze nella struttura molecolare e atomica.
Rotazione
Gli elettroni sono particelle subatomiche che si comportano come magneti in miniatura. Hanno una proprietà chiamata spin e possono essere spin up (+1/2) o spin down (-1/2). Due elettroni nello stesso orbitale hanno sempre spin opposti, quindi quando sono accoppiati, i loro campi magnetici si annullano. Nei metalli, la situazione è più complicata, poiché gli elettroni sono delocalizzati o condivisi tra più atomi, ma in generale materiali di questo tipo sono chiamati diamagnetici, nel senso che sono debolmente respinti da un campo magnetico.
Materiali diamagnetici comuni
La maggior parte dei materiali sono diamagnetici. Acqua, legno, persone, plastica, grafite e gesso sono tutti esempi di materiali diamagnetici. Mentre di solito pensiamo a questi materiali come non magnetici, in realtà respingono (e sono respinti da) un campo magnetico. Questa repulsione è estremamente debole, così debole che nella vita di tutti i giorni, è trascurabile. Con un forte campo magnetico, tuttavia, questa repulsione è sufficiente per levitare alcuni piccoli oggetti e oggetti. Uno scienziato dell'Università di Manchester è stato in grado di levitare una rana e un pomodoro - entrambi oggetti diamagnetici - usando un potente campo magnetico. Il suo lavoro gli è valso un premio Ig Nobel, un premio dedicato alla scienza sciocca.
Altri magneti
La maggior parte degli oggetti in casa respinge debolmente i magneti, ma a meno che il campo magnetico non sia molto forte, non noterai mai l'effetto. Per respingere davvero un magnete, hai bisogno di un altro magnete. Tutti i magneti hanno due poli, nord e sud. Proprio come con le cariche elettriche, la regola è che cariche simili si respingono mentre le cariche opposte si attraggono. Un polo sud magnetico è attratto da un polo nord magnetico, ma nord a nord o sud a sud si respingono a vicenda. Puoi avere un'idea di come funziona se provi a tenere insieme due magneti: in un orientamento si respingono a vicenda, mentre nell'altro si attraggono.
Legge di Lenzs
Un altro tipo di repulsione può verificarsi tra un magnete e una bobina di filo. La quantità di campo magnetico che passa attraverso una bobina di filo viene chiamata flusso magnetico. Ogni volta che c'è un cambiamento nel flusso, induce una corrente il cui campo magnetico agisce in opposizione al cambiamento nel flusso. Questa regola si chiama legge di Lenzs. Lo spostamento di una bobina di filo in un campo magnetico provoca repulsione tra la bobina di filo e il magnete. Questo perché il flusso attraverso la bobina sta aumentando, quindi una corrente viene indotta nella bobina. Dalla legge di Lenzs, sappiamo che la corrente indotta nella bobina crea un campo magnetico che si oppone all'aumento del flusso, creando così una repulsione tra la bobina di filo e il magnete da cui emana il campo.