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Los imanes atraen muchos elementos metálicos, como limaduras de hierro, pero también pueden repelerse entre sí. Sin embargo, lo que muchas personas rara vez notan es que muchos elementos cotidianos son repelidos débilmente por un campo magnético. Las razones por las cuales los imanes atraen algunos elementos y repelen otros se deben a las diferencias en la estructura molecular y atómica.
Girar
Los electrones son partículas subatómicas que se comportan como imanes en miniatura. Tienen una propiedad llamada spin y pueden ser spin up (+1/2) o spin down (-1/2). Dos electrones en el mismo orbital siempre tienen espines opuestos, por lo que cuando están emparejados, sus campos magnéticos se cancelan. En los metales, la situación es más complicada, porque los electrones se deslocalizan o se comparten entre múltiples átomos, pero en general, los materiales de este tipo se llaman diamagnéticos, lo que significa que son repelidos débilmente por un campo magnético.
Materiales diamagnéticos comunes
La mayoría de los materiales son diamagnéticos. El agua, la madera, las personas, el plástico, el grafito y el yeso son ejemplos de materiales diamagnéticos. Si bien generalmente pensamos en estos materiales como no magnéticos, en realidad repelen (y se repelen) un campo magnético. Esta repulsión es extremadamente débil, tan débil que en la vida cotidiana, es insignificante. Sin embargo, con un fuerte campo magnético, esta repulsión es suficiente para levitar algunos objetos y objetos pequeños. Un científico de la Universidad de Manchester pudo levitar una rana y un tomate, ambos objetos diamagnéticos, utilizando un potente campo magnético. Su trabajo le valió un premio Ig Nobel, un premio dedicado a la ciencia tonta.
Otros imanes
La mayoría de los artículos alrededor de su hogar repelen débilmente los imanes, pero a menos que el campo magnético sea muy fuerte, nunca notará el efecto. Para repeler realmente un imán, necesitas otro imán. Todos los imanes tienen dos polos, norte y sur. Al igual que con las cargas eléctricas, la regla es que las cargas similares se repelen mientras que las cargas opuestas se atraen. Un polo sur magnético es atraído hacia un polo norte magnético, pero el norte sobre el norte o el sur sobre el sur se repelen entre sí. Puede tener una idea de cómo funciona esto si intenta mantener dos imanes juntos: en una orientación se repelen entre sí, mientras que en la otra se atraen.
Ley de Lenz
Otro tipo de repulsión puede ocurrir entre un imán y una bobina de alambre. La cantidad de campo magnético que pasa a través de una bobina de alambre se llama flujo magnético. Cada vez que hay un cambio en el flujo, induce una corriente cuyo campo magnético actúa en oposición al cambio en el flujo. Esta regla se llama Ley de Lenz. Mover una bobina de alambre hacia un campo magnético provoca repulsión entre la bobina de alambre y el imán. Eso es porque el flujo a través de la bobina está aumentando, por lo que se induce una corriente en la bobina. Según la Ley de Lenzs, sabemos que la corriente inducida en la bobina crea un campo magnético que se opone al aumento del flujo, creando así una repulsión entre la bobina de alambre y el imán del que emana el campo.