磁性体とは, 磁性を持つ原理

■磁性体とは

磁性とは、外部から磁界を加えると磁界と同じ向きの磁気を帯びる性質(磁石にくっつく性質)のことで、 磁性体は磁性の強さによって以下の様に強磁性体、常磁性体、反磁性体、反強磁性体に分けられます。

■磁性を持つ原理

物質が磁性をもつか否かは、原子の周りを回っている不対電子の有無によって決まり、不対電子を持つ物質は強磁性体、不対電子が無い物質は常磁性体となります。

電子は自転(電子スピン)しており、自転の向きが逆向きの電子がペアになって存在している場合が多いのですが、 電子がペアになっておらず単独で存在している電子を不対電子といいます。

電子が自転すると、右ねじの法則によって磁界が発生するのですが、ペア電子はお互いの電子が発生する磁界が打ち消されるのですが、 不対電子は磁界が打ち消される事は無く、そのまま磁界が発生し続け、この状態をもつ物質が強磁性体となります。 以下が強磁性体である鉄(Fe)の原子の構造です。

■磁界を持つ原理

強磁性体は、通常は各原子の磁界がばらばらになっているため、物質全体として磁界を発生する状態にはなっていませんが、 外部から磁界を加えると、磁界の向きが同じになるため磁気を帯びるようになります。そして、外部から磁界を加えなくても磁界の向きが同じになっている物質が磁石となります。

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