แม่เหล็ก ในการสร้างแม่เหล็กถาวร สิ่งที่คุณต้องทำ คือกระตุ้นโดเมนแม่เหล็กในชิ้นส่วนโลหะ ให้ชี้ไปในทิศทางเดียวกัน นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณถูเข็มด้วยแม่เหล็ก การสัมผัสกับสนามแม่เหล็กจะกระตุ้นให้โดเมนเรียงตัวกัน วิธีอื่นในการจัดแนวโดเมนแม่เหล็กในชิ้นส่วนโลหะ ได้แก่ วางสนามแม่เหล็กแรงสูงในแนวเหนือ-ใต้ ถือมันในแนวเหนือใต้ และใช้ค้อนกระแทกมันซ้ำๆ เพื่อให้โดเมนสั่นสะเทือนในแนวที่อ่อนแอ และส่งผ่านกระแสไฟฟ้าผ่านมัน
วิธีการ 2 วิธีเหล่านี้ เป็นหนึ่งในทฤษฎีด้านวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการก่อตัวของหินปูนในธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่า แมกนีไทต์จะกลายเป็นแม่เหล็กเมื่อถูกฟ้าผ่า บางคนตั้งทฤษฎีว่าชิ้นส่วนของแมกนีไทต์กลายเป็นแม่เหล็ก เมื่อโลกก่อตัวขึ้นเป็นครั้งแรก โดเมนอยู่ในแนวเดียวกับสนามแม่เหล็กโลก ในขณะที่เหล็กออกไซด์หลอมเหลวและยืดหยุ่นได้ วิธีการทั่วไปของการประดิษฐ์แม่เหล็กในปัจจุบัน เกี่ยวข้องกับการวางโลหะในสนามแม่เหล็ก
สนามออกแรงบิดเบนวัสดุ กระตุ้นให้โดเมนจัดตำแหน่ง มีความล่าช้าเล็กน้อยที่เรียกว่า ฮิสเทอรีซิส ระหว่างแอปพลิเคชันของฟิลด์ และการเปลี่ยนแปลงในโดเมน ใช้เวลาสักครู่เพื่อให้โดเมนเริ่มย้าย นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้น โดเมน แม่เหล็ก หมุนทำให้พวกมันเรียงตัวกันตามแนวเหนือใต้ของสนามแม่เหล็ก โดเมนที่ชี้ไปทางทิศเหนือใต้ จะใหญ่ขึ้นเมื่อโดเมนรอบๆ มีขนาดเล็กลง กำแพงโดเมนหรือพรมแดน ระหว่างโดเมนข้างเคียงจะย้ายทางกายภาพ เพื่อรองรับการเติบโตของโดเมน ในสนามแม่เหล็กแรงสูง กำแพงบางส่วนจะหายไปทั้งหมด
ความแรงของแม่เหล็กที่ได้ จะขึ้นอยู่กับปริมาณของแรงที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายโดเมน ความคงทนกับการคงอยู่ ขึ้นอยู่กับความยากง่ายในการกระตุ้นให้โดเมนจัดแนว วัสดุที่ยากต่อการเป็นแม่เหล็กโดยทั่วไป จะรักษาสภาพแม่เหล็กไว้ได้นานกว่า ในขณะที่วัสดุที่เป็นแม่เหล็กได้ง่าย มักจะเปลี่ยนกลับเป็นสถานะเดิม ที่ไม่ใช่แม่เหล็ก คุณสามารถลดความแรงของแม่เหล็ก หรือล้างอำนาจแม่เหล็กทั้งหมดได้ โดยให้แม่เหล็กสัมผัสกับสนามแม่เหล็ก ที่เรียงตัวในทิศทางตรงกันข้าม
คุณยังสามารถล้างอำนาจแม่เหล็กของวัสดุได้โดยการให้ความร้อนเหนือจุดกูปรีหรืออุณหภูมิ ที่คุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัตถุเปลี่ยนไป ความร้อนทำให้สิ่งของบิดเบี้ยว และกระตุ้นอนุภาคแม่เหล็ก ทำให้โดเมนหลุดออกจากแนวเดียวกัน ทำไมแม่เหล็กถึงติด หากคุณเคยอ่านวิธีการทำงานของแม่เหล็กไฟฟ้า คุณจะรู้ว่ากระแสไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ผ่านเส้นลวด จะสร้างสนามแม่เหล็ก ประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่มีหน้าที่รับผิดชอบสนามแม่เหล็ก ในแม่เหล็กถาวรเช่นกัน
แต่สนามแม่เหล็กไม่ได้มาจากกระแสขนาดใหญ่ ที่เคลื่อนที่ผ่านเส้นลวด แต่มาจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน หลายคนจินตนาการว่า อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคขนาดเล็ก ที่โคจรรอบนิวเคลียสของอะตอม ในลักษณะที่ดาวเคราะห์โคจรรอบพระอาทิตย์ ตามที่นักฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายไว้ ในปัจจุบัน การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนั้นซับซ้อนกว่านั้นเล็กน้อย โดยพื้นฐานแล้ว อิเล็กตรอนจะเติมออร์บิทัลคล้ายเปลือกของอะตอม ซึ่งพวกมันจะทำหน้าที่เป็นทั้งอนุภาคและคลื่น อิเล็กตรอนมีประจุและมวล
เช่นเดียวกับการเคลื่อนไหวที่นักฟิสิกส์เรียกว่า การหมุนขึ้นหรือลง โดยทั่วไป อิเล็กตรอนจะเติมออร์บิทัลของอะตอมเป็นคู่ๆ ถ้าอิเล็กตรอนคู่หนึ่งหมุนขึ้น อีกคู่จะหมุนลง เป็นไปไม่ได้ที่อิเล็กตรอนทั้ง 2 ในคู่จะหมุนไปในทิศทางเดียวกัน นี่เป็นส่วนหนึ่งของหลักการกลศาสตร์ควอนตัม ที่เรียกว่า หลักการกีดกันของเพาลี แม้ว่าอิเล็กตรอนของอะตอม จะเคลื่อนที่ได้ไม่ไกลมากนัก แต่การเคลื่อนที่ของพวกมันก็เพียงพอ ที่จะสร้างสนามแม่เหล็กเล็กๆ เนื่องจากอิเล็กตรอนคู่หนึ่งหมุนสวนทางกัน สนามแม่เหล็กของพวกมันจึงหักล้างกันเอง
ในทางกลับกัน อะตอมของธาตุเฟอร์โรแมกเนติก มีอิเล็กตรอนคู่หลายตัวที่มีสปินเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น เหล็กมีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ 4 ตัว ที่มีสปินเดียวกัน เนื่องจากไม่มีสนามตรงข้ามกันที่จะยกเลิกผลกระทบ อิเล็กตรอนเหล่านี้ จึงมีโมเมนต์แม่เหล็กในวงโคจรโมเมนต์แม่เหล็กเป็นเวกเตอร์ มันเกี่ยวข้องกับทั้งความแรงของสนามแม่เหล็ก และแรงบิดที่สนามนั้นกระทำ โมเมนต์แม่เหล็กของแม่เหล็กทั้งหมด มาจากโมเมนต์ของอะตอมทั้งหมดในโลหะ เช่น เหล็ก โมเมนต์แม่เหล็ก
ในวงโคจรกระตุ้นให้อะตอมใกล้เคียง เรียงตัวกันในแนวสนามเหนือใต้เดียวกัน เหล็ก และวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ เป็นผลึก ขณะที่พวกมันเย็นตัวลงจากสถานะหลอมเหลว กลุ่มของอะตอมที่มีวงโคจรคู่ขนาน จะเรียงตัวกันอยู่ภายในโครงสร้างผลึก สิ่งนี้สร้างโดเมนแม่เหล็กที่กล่าวถึงในส่วนก่อนหน้า คุณอาจสังเกตเห็นว่าวัสดุที่ใช้ทำแม่เหล็กได้ดี จะเหมือนกับวัสดุที่แม่เหล็กดึงดูด นี่เป็นเพราะแม่เหล็กดึงดูดวัสดุที่มีอิเล็กตรอนคู่ ที่หมุนไปในทิศทางเดียวกัน
กล่าวอีกนัยหนึ่ง คุณภาพที่เปลี่ยนโลหะให้เป็นแม่เหล็ก จะดึงดูดโลหะเข้าหาแม่เหล็กด้วย องค์ประกอบอื่นๆ อีกมากมายเป็นแม่เหล็กแบบไดอะแมกเนติก อะตอมที่ไม่มีการจับคู่ของพวกมันสร้างสนามที่ขับไล่แม่เหล็กอย่างอ่อน วัสดุบางอย่างไม่ทำปฏิกิริยากับแม่เหล็กเลย คำอธิบายนี้และฟิสิกส์ควอนตัมพื้นฐานนั้นค่อนข้างซับซ้อน และหากไม่มีสิ่งเหล่านี้แล้ว ความคิดเรื่องแรงดึงดูดของแม่เหล็ก ก็อาจทำให้น่าพิศวงได้ ดังนั้น จึงไม่น่าแปลกใจ ที่ผู้คนดูวัสดุแม่เหล็กด้วยความสงสัย ในประวัติศาสตร์ส่วนใหญ่
นานาสาระ: แบคทีเรีย การศึกษาและการอธิบายเกี่ยวกับวิเคราะห์ว่ามีแบคทีเรียและไวรัส
