磁力について

質問

磁石の引き合う力や反発力の正体を教えて下さい。

回答No.2

sesame

原子の構造は、原子核のまわりをいくつかの電子がくるくる回ってる、ということはいいですよね。
（現代では↑のような素朴な原子論は否定されつつありますが、まあ仮想的なモデルとして）
で、この電子、核のまわりを公転しながら、自分自身も自転しています。地球のように。
この自転運動（スピン）が、磁石の引き合う力や反発力（磁気）のおおもとになっています。
ただ、電子軌道上には正回転と逆回転の電子が同数個ずつ入っており、お互いに打ち消しあってしまっています。
（モーメントは差し引きゼロ。磁性は持たない）
ところが、ある種の物質（おもに金属）では外から電磁的な力と衝撃を同時に加えると、この電子のスピンのバランスが崩れるものがあります。
そうすると、そのときにかけられていた電磁界の方向にそってスピンの向きが一斉に変わるので、磁気を持つようになるわけです。

なお、鉄などの金属は電気をかけた時だけ磁石になりますが（電磁石）、これは、金属結晶の構造がきれいにそろいすぎているため、電気を停めると電子のスピンモーメントがすぐに逃げてしまうからです。永久磁石にはわざと不純物が混ぜてあって、モーメントを逃げにくくしてあります。