왜 자철광만 자력을 가졌나?

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왜 자철광만 자력을 가졌나?

 

자연에서 산출되는 철광석은 몇 가지 종류가 있지만 대부분은 적철광(hematite)과 자철광(磁鐵鑛 magnetite)이다. 이 중에 대부분을 차지하는 적철광(분자식 Fe2O3)은 자성이 없고, 자철광(Fe3O4)만 천연적으로 자력을 가졌다. 그러므로 영구자석은 자철광을 이용하여 제조한다.

 

자철광만 아니라 어떤 물질이라도 각 원자의 주변에는 자장이 생긴다. 자성이 없어 보이는 플라스틱이나 나무의 원자 주변에도 전자가 돌고 있으므로 자장이 형성된다. 그런데도 자력이 작용하지 않는 것은, 원자들이 가진 자석(‘원자자석’이라 함)의 극(極) 방향이 일정하지 않기 때문에 자력이 서로 상쇄된 것이다. 그러나 자철광의 원자자석은 극의 방향이 질서있게 일정하기 때문에 강한 자성을 나타낸다.

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하나의 자석은 수억 개의 작은 자석으로 이루어져 있다. 만일 작은 자석들의 N극과 S극이 일정한 방향을 향하지 않고 마구 흐트러져 있으면, 자력은 서로 상쇄되어 자석이 되지 못한다. 그러나 작은 자석의 N극과 S극이 모두 일정한 방향을 가지면 자석이 된다.

 

 

 

 

자철광은 천연적으로 자성을 가진 철광석이다. 이들은 세계 도처에서 산출되고 있으며, 자석을 만드는 중요한 지하자원이다. 왜 자철광이 생겨났는지 이유는 확실하지 않다. 지구상에 자철광이 산출된다는 것은 매우 다행한 일이다. 자석이 없다면 오늘날의 전자기 시대가 열리지 못했을 것이기 때문이다. 또한 대부분의 철광석이 자성이 없는 적철광이라는 것도 다행이다. 모든 철이 자성체라면 서로 자력이 작용하여 오늘날의 다양한 철기문명을 만들 수 없었을 것이다.

 

 

 

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