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과탐/물리 1

물질의 자성

by seong882215 2022. 9. 14.
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ㅇ 물질의 자성

1. 자성의 종류

1) 강자성 : 자석에 강하게 끌린은 성질

2) 상자성 : 자석에 약하게 끌리는 성질

3) 반자성 : 자석에 약하게 밀리는 성질

2. 자성의 발생 요인

- 전자의 궤도 운동

- 전자의 스핀


ㅇ 강자성체

- 외부자기장과 같은 방향으로 자기화되는 비율이 높음

- 외부 자기장을 제거하여도 자성을 오래 유지하는 물질

1. 자기구역

: 강자성체 내에서 동일한 자기장 방향을 가지는 원자의 집단

2. 퀴리 온도

: 온도를 높일 때 자기 구역이 사라지면서 상자성체가 되는 온도

3. 외부 자기장이 없을 때

: 자기 구역의 자기장이 다양하게 분포

4. 외부 자기장이 있을 때

: 자기 구역이 외부 자기장과 같은 방향으로 강하게 자기화

5. 외부 자기장을 제거했을 때

: 자기화된 상태를 오래 유지


ㅇ 상자성체

- 외부 자기장의 방향과 같은 방향으로 자기화 되는 비율이 낮음

- 외부 자기장을 제거하면 자성이 없어지는 물질

1. 외부 자기장이 없을 때

: 원자들의 자기장 방향이 불규칙하게 분포하여 자성이 없음

2. 외부 자기장이 있을 때

: 원자들의 자기장 방향이 외부 자기장과 같은 방향으로 약하게 자기화 됨

3. 외부 자기장을 제거했을 때

: 원자들의 자기장 방향이 흐트러져 자기화된 상태가 바로 사라짐


ㅇ 반자성체

- 외부 자기장의 방향과 반대 방향으로 자기화 되는 물질

- 외부 자기장이 없을 때 물질을 구성하는 각 원자들의 총 전기장이 0

1. 외부 자기장이 없을 때

: 자기장을 갖는 원자가 없어 자기장이 없음

2. 외부 자기장이 있을 때

: 외부 자기장과 반대 방향으로 약하게 자기화

3. 외부 자기장을 제거했을 때

: 자기화된 상태가 바로 사라짐


ㅇ 자성체의 이용

1. 전자석

: 전류가 흐르는 코일 안에 강자성체를 넣으면 강자성체가 전류에 의한 자기장과 같은 방향으로 자기화 됨

이를 통해 강한 자석이 됨

2. 고무 자석

: 강자성체 분말을 고무에 섞어 만들어 제작 단가가 낮고 사용이 편리함

3. 액체 자석

: 강자성체 분말을 매우 작게 만들고 액체에 넣어 서로 뒤엉키지 않도록 처리하여 만듬

Tip. 지폐 위조 방지를 위해 지폐의 숫자 부분에 액체 자석을 넣은 잉크를 사용중임

4. 하드 디스크

: 강자성체인 산화철로 코팅된 플래터 위에 놓인 헤드에 전류가 흐르며 생기는 자기장을 사용함

이 과정에서 헤드 근처를 지나가는 디스크의 작은 부분들이 자기화되면서 정보를 저장함

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