ما الفرق بين المغناطيسات المتجاذبة والمتنافرة؟

لطالما أثارت المغناطيسات فضول البشرية بقدرتها الغامضة على التأثير بقوى على الأجسام القريبة دون أي تلامس مادي. تُعزى هذه الظاهرة إلى الخاصية الأساسية للمغناطيسات المعروفة باسمالمغناطيسيةمن أكثر جوانب المغناطيسية إثارةً للاهتمام هو التناقض بين قوى التجاذب والتنافر التي تُظهرها المغناطيسات. ويتطلب فهم الفرق بين هاتين الظاهرتين الخوض في العالم المجهري لـالمجالات المغناطيسيةوسلوك الجسيمات المشحونة.

الجذب السياحي:

عند تقريب مغناطيسين من بعضهما بحيث تتقابل أقطابهما المتعاكسة، تظهر ظاهرة التجاذب بينهما. ويعود ذلك إلى اصطفاف المجالات المغناطيسية داخل المغناطيسين. المجالات المغناطيسية هي مناطق مجهرية تصطف فيها العزوم المغناطيسية الذرية في الاتجاه نفسه. عند تجاذب المغناطيسين، تتقابل الأقطاب المتعاكسة (الشمالية والجنوبية)، مما يؤدي إلى تفاعل المجالات المغناطيسية بطريقة تجذب المغناطيسين معًا. تُعد قوة التجاذب هذه مظهرًا من مظاهر ميل الأنظمة المغناطيسية إلى البحث عن حالة طاقة أقل، حيث تُسهم المجالات المغناطيسية المصطفة في استقرار النظام ككل.

تنافر:

على النقيض، تحدث ظاهرة التنافر عندما تتقابل أقطاب مغناطيسية متشابهة. في هذه الحالة، تترتب المجالات المغناطيسية المتراصفة بطريقة تقاوم التفاعل بين المغناطيسين. تنشأ قوة التنافر من الطبيعة المتأصلة للمجالات المغناطيسية في معارضة بعضها البعض عندما تكون الأقطاب المتشابهة متقاربة. هذا السلوك هو نتيجة لمحاولة الوصول إلى حالة طاقة أعلى عن طريق تقليل تراصف العزوم المغناطيسية، حيث تمنع قوة التنافر المجالات المغناطيسية من التراصف.

منظور مجهري:

على المستوى المجهري، يمكن تفسير سلوك المغناطيس بحركة الجسيمات المشحونة، وخاصة الإلكترونات. الإلكترونات، التي تحمل شحنة سالبة، في حركة دائمة داخل الذرات. هذه الحركة تُولّد عزمًا مغناطيسيًا ضئيلاً مرتبطًا بكل إلكترون. في المواد التي تُظهر خاصية المغناطيسية الحديدية، مثل الحديد، تميل هذه العزوم المغناطيسية إلى الاصطفاف في نفس الاتجاه، مما يؤدي إلى مغنطة المادة ككل.

عندما تتجاذب المغناطيسات، تتعزز العزوم المغناطيسية المتراصة، مما يخلق تأثيرًا تراكميًا يجذب المغناطيسات معًا. أما عندما تتنافر المغناطيسات، فإن العزوم المغناطيسية المتراصة تترتب بطريقة تقاوم التأثير الخارجي، مما يؤدي إلى قوة تدفع المغناطيسات بعيدًا عن بعضها.