Bagaimana Magnet Bekerja
Gaya yang dihasilkan magnet tidak terlihat dan membingungkan. Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana magnet bekerja ?
RANGKUMAN
- Magnetisme adalah fenomena fisik di mana suatu zat ditarik atau ditolak oleh medan magnet.
- Dua sumber magnetisme adalah arus listrik dan momen magnet spin partikel elementer (terutama elektron).
- Medan magnet yang kuat dihasilkan ketika momen magnetik elektron suatu material sejajar. Ketika tidak teratur, material tidak tertarik dengan kuat atau ditolak oleh medan magnet.
Apa Itu Magnet?
Magnet adalah bahan apa pun yang mampu menghasilkan medan magnet. Karena muatan listrik yang bergerak menghasilkan medan magnet, elektron adalah magnet kecil. Arus listrik ini merupakan salah satu sumber kemagnetan. Namun, elektron di sebagian besar material berorientasi secara acak, jadi hanya ada sedikit atau tidak ada medan magnet bersih. Sederhananya, elektron dalam magnet cenderung berorientasi dengan cara yang sama. Ini terjadi secara alami pada banyak ion, atom, dan material saat didinginkan, tetapi tidak umum pada suhu kamar. Beberapa elemen (misalnya besi, kobalt, dan nikel) bersifat feromagnetik (dapat diinduksi menjadi magnet dalam medan magnet) pada suhu kamar. Untuk elemen ini, potensial listrik paling rendah ketika momen magnet elektron valensi sejajar. Banyak elemen lainnya bersifat diamagnetik . Atom yang tidak berpasangan dalam bahan diamagnetik menghasilkan medan yang dengan lemah menolak magnet. Beberapa bahan tidak bereaksi sama sekali dengan magnet.
Dipol Magnetik dan Magnet
Dipol magnet atom adalah sumber magnet. Pada tingkat atom, dipol magnet terutama merupakan hasil dari dua jenis pergerakan elektron. Ada gerakan orbital elektron di sekitar inti, yang menghasilkan momen magnet dipol orbital. Komponen lain dari momen magnet elektron adalah karena momen magnet dipol spin. Namun, pergerakan elektron di sekitar nukleus sebenarnya bukanlah sebuah orbit, momen magnet spin dipol juga tidak terkait dengan 'spinning' elektron yang sebenarnya. Elektron tidak berpasangan cenderung berkontribusi pada kemampuan material untuk menjadi magnet karena momen magnet elektron tidak dapat sepenuhnya dibatalkan ketika ada elektron 'ganjil'.
Inti Atom dan Magnetisme
Proton dan neutron dalam inti juga memiliki momentum sudut orbital dan putaran, serta momen magnet. Momen magnetis nuklir jauh lebih lemah daripada momen magnet elektronik karena meskipun momentum sudut dari partikel yang berbeda mungkin sebanding, momen magnet berbanding terbalik dengan massa (massa elektron jauh lebih kecil daripada massa proton atau neutron). Momen magnetik nuklir yang lebih lemah bertanggung jawab atas resonansi magnetik nuklir (NMR), yang digunakan untuk pencitraan resonansi magnetik (MRI).