Proč je hmota magnetická? Co tuto vlastnost způsobuje? Určitě víte, že hmota obsahuje atomy, které se skládají z elektronů, protonů a neutronů. Všechny tyto tři základní částice atomu mají vlastnost nazývanou kvantový mechanický spin. Co si pod tím to poněkud odborným pojmem představit? Fyzikálně jde o vektor momentu hybnosti, vlastnost, která třem zmiňovaným částicím propůjčuje magnetické pole. Z toho by se dalo logicky usoudit, že každá hmota disponuje magnetickým polem. Vyvedeme vás ale z omylu. Není to tak.

Magnetické momenty částic se vyruší

Do hry totiž vstupuje uspořádání spinů částic v atomech a molekulách. A to není tak jednoduché. Funguje podle Pauliho vylučovacího principu. Možná jste teď zmatení. Co tento pojem znamená? Jde o základní princip kvantové mechaniky. Podle něj žádné dva fermiony (pod tímto pojmem rozumíme částice protony, neutrony a elektrony) nikdy nemohou být ve stejném kvantovém stavu. Pokud se ale mezi atomy a molekulami nacházejí velké vzdálenosti, zmiňovaný princip uspořádání spinu neplatí. Jednoduše řečeno není zde magnetické pole. Proč? Protože magnetický moment každé jednotlivé částice vyruší momenty částic nacházejících se v jejím okolí.

Čím vyšší uspořádanost, tím silnější magnet

Naproti tomu v permanentních magnetech existuje vzdálené uspořádání. Jeho nejvyšším stupněm disponují magnetické domény. Na vysvětlenou: v mikroskopickém měřítku na sebe částice působí velmi silně a důsledkem toho je opravdu vysoká uspořádanost. Platí přímá úměra. Čím větší je míra uspořádanosti v doméně, tím silnější je zároveň magnetické pole. Feromagnetické materiály mají vzdálené uspořádání a tím pádem zároveň také silné magnetické pole. Magneticky tvrdé materiály si přitom umí do značné míry zachovat magnetickou polarizaci i tehdy, když už na ně vnější magnetické pole nepůsobí. Proto jde o trvalé magnety.

Jak se projevuje magnetické pole?

Základem magnetického pole se stávají magnetické jevy. Laik uvidí hlavně působení magnetu na feromagnetické materiály. Toho je možné si všimnout hlavně v místě, kde má zdroj magnetického pole své dva póly: severní a jižní. Na magnetech se setkáte s označováním severního pólu písmenem N a barevným pruhem. Podle dohody zde siločáry pole vystupují ven. Jižní pól se označuje písmenem S a siločáry do něj vstupují. Platí, že nestejné póly (tedy severní a jižní) se přitahují, zatímco dva stejné póly (dva jižní nebo dva severní se naopak odpuzují).